自動車の状況が持続可能で環境に優しい代替品に向けて大きく変化している中、電気自動車の効率的かつ信頼性の高い動作には、EV テクノロジーの中核を理解し、最適な温度を維持することが重要です。バッテリー パック、パワー エレクトロニクス、および電気モーターはすべて、適切に機能するために過度の高温または低温を必要としません。適切な温度では、電気自動車のバッテリー充電容量が維持され、バッテリーがその寿命を維持できるようになります。 健康と能力 エネルギーを蓄えるため。さらに、車両のパワー エレクトロニクスとモーターは、指定された温度範囲内に保たれたときに最も効率的に動作します。効果的なEV熱管理システムにより、重要なシステムを理想的な動作温度に維持することで、電気自動車がその潜在能力を最大限に発揮できるようになります。これにより、車両の航続距離、寿命、堅牢性が最大化されます。したがって、電気自動車のパフォーマンスを最大限に引き出すには、慎重な温度管理が不可欠です。
このブログでは、電気自動車の熱管理システムの包括的な調査に着手し、その重要性、コンポーネント、電気自動車のシームレスな機能においてそれが果たす極めて重要な役割を解明します。複雑さを解明し、輸送の未来を支える熱力学を微妙に理解するための基礎を築きましょう。
EV 熱管理システムのコンポーネント
電気自動車 (EV) の熱管理システムは、温度を調整し、最適なパフォーマンスを確保するために連携して動作するさまざまなコンポーネントで構成されています。次に、EV の熱管理の複雑さと有効性を理解するために、これらのコンポーネントを学習しましょう。
1. バッテリー熱管理システム
バッテリーパックを冷却または加熱してバッテリー温度を管理し、最適な動作温度範囲に保ちます。これにより、バッテリー寿命とパフォーマンスを最大限に高めることができます。コンポーネントには次のものが含まれます。
- バッテリーセル – 効果的な放散が必要な熱を生成します。バッテリーの化学的性質が異なると、熱特性も異なります。
- 冷却プレートとマイクロチャネル – セルからの熱を吸収するために液体冷却剤が流れる小さなチャネルが埋め込まれた平らな金属プレート。均一かつ効率的な冷却に効果的です。
- 熱交換器 - バッテリー冷却ループから熱を取り除き、別の冷却ループに熱を伝えます。使用されるタイプには、ラジエーター、チラー、相変化ユニットなどがあります。
- クーラントポンプ – バッテリーシステムに冷却水を循環させます。正確な流量制御により、冷却効果を調整できます。
- 膨張タンク – 温度変動による冷媒量の変化に対応します。最適なシステム圧力を維持します。
- バルブとコントローラー – バッテリーパックとサブシステムを通る冷却液の流量、経路、温度を戦略的に制御します。
- ファン– 空冷ファンは、一部のシステム コンポーネントから補助冷却と熱除去を提供します。
- センサー– 温度センサーは、セル、モジュール、およびバッテリーパック全体の温度を監視します。熱コントローラーの重要な入力。
- 自動車用バッテリー管理システム – センサーデータを収集し、コンポーネントを制御して、運転条件に基づいて温度を安全な動作範囲に保ちます。
2. キャビン温度制御システム
暖房、換気、空調により客室内の温度を快適に保ちます（HVAC）。主要コンポーネントは、送風ファン、エアダクト、温度センサー、ヒーターコア、エバポレーター、コンプレッサー、膨張弁などです。
3. モーターおよびパワーエレクトロニクス冷却システム
電動モーター、インバーター、DC-DCコンバーター、その他のパワーエレクトロニクスを冷却します。通常は、ポンプ、熱交換器、ファンを備えた専用の冷却剤ループを使用します。動作中に発生する熱の除去に役立ちます。
4. トランスミッションオイル冷却システム
一部の EV にはギア用のトランスミッションが搭載されており、摩擦や動作による熱に対処するためにオイル冷却が必要です。メイン冷却液ループに接続されたオイルクーラー、ポンプ、バルブ、熱交換器を使用します。
5. コントローラーとソフトウェア
高度なコンピューター制御とアルゴリズムがポンプ、バルブ、その他のコンポーネントの動作を管理し、加熱、冷却、温度調整を最適化します。効率的な熱管理にとって重要です。
EVの熱管理で見つかる一般的な問題
電気自動車 (EV) は、バッテリー、モーター、パワーエレクトロニクス、車室内の冷暖房などの主要コンポーネントの温度を制御するために、効果的かつ効率的な熱管理システムに大きく依存しています。ただし、EV の包括的な熱制御を設計するには、多くの課題が伴います。電気自動車のバッテリー熱管理システムに関する一般的な問題には次のようなものがあります。
バッテリーの過熱 – EV のバッテリーは、特に急速充電中や高速/上り坂での走行中に過熱しやすくなります。過熱するとバッテリーの寿命が短くなり、次のような問題が発生する可能性があります。 熱暴走。効果的な冷却システムが重要です。
冷暖房システムの効率 – キャビン内で冷暖房システムを動作させるとバッテリーから大量の電力が消費され、航続距離が減少する可能性があります。 HVAC 効率を最適化する方法を見つけることが重要です。
温度均一性 – バッテリーパックとモーター内の温度分布が不均一になり、最適なパフォーマンスが得られなくなる可能性があります。均一かつ適切な冷却/加熱を確保することは課題です。
結露の問題 – コンポーネント間の温度変動により結露が発生する可能性があり、管理が必要です。通気性および疎水性コーティングを使用してもよい。
複雑な熱制御 – バッテリー、電気モーター、パワーエレクトロニクス、および客室コンポーネントの最適温度を同時に管理することは複雑です。高度な制御アルゴリズムと多くのセンサーが必要です。
熱暴走防止 – 不適切な熱管理がまれに、バッテリー パック内で壊滅的な熱暴走を引き起こす可能性があります。ヒューズ、絶縁、封じ込めとともに、堅牢なシステム設計が必要です。
重量とパフォーマンスのトレードオフ – サーマルシステムにより重量が増加し、航続距離が減少します。軽量で最小限のデザインでは、パフォーマンスが低下する可能性があります。適切なバランスを見つけることが重要です。
追加費用 – 精巧な液冷システムと関連コンポーネントにより、車両全体のコストが増加します。 よりシンプルでコストが最適化されたソリューション が好ましいです。
電気自動車で熱管理を使用することが不可欠なのはなぜですか?
リチウムイオン バッテリーは電気自動車の心臓部であり、すべての機能に電力を供給するエネルギーを蓄積および放出します。最も高価なコンポーネントとして、 バッテリー状態の監視 効率とパフォーマンスにとって重要です。電気自動車の熱管理が重要である主な理由は次のとおりです。
1. バッテリーの寿命を保護します
リチウムイオン電池は 15 ～ 45°C で最もよく動作します。温度が低いと、出力と利用可能な電力が減少します。車両がアイドリング状態の場合でも、熱管理システムはこの最適な温度範囲を維持するために常に動作します。また、 リチウムイオンBMSボード バッテリー寿命を確保するために。この快適ゾーン外の温度は効率に影響を与えます。
2. ドライビングレンジを維持
バッテリー温度が下がりすぎると、供給できる電力とエネルギー出力に重大な影響を与えます。これにより、寒冷地における EV の 1 充電あたりの有効航続距離が減少します。積極的な加熱が範囲を保護します。
3. 急速充電が可能になります
賢いシステムにより、バッテリーは通常、放電時は 45°C 未満、急速充電時は約 55°C という快適ゾーンに保たれます。温度が高くなると内部抵抗が低下するため急速充電が可能になりますが、熱が高すぎるとバッテリーが損傷します。したがって、温度管理は熱システムにとって微妙なバランスです。バッテリーを約 55°C に加熱すると内部抵抗が低下し、リチウムメッキやその他の問題を発生させることなく、より高速な充電が可能になります。これにより、ドライバーは急速充電セッション中に航続距離をより迅速に補充できるようになります。
4. 車両システムを保護
バッテリー自体を保護するだけでなく、熱制御により、精密な電子機器や電気駆動システムの温度が維持されます。これにより、動作中の極端な高温と低温の両方による損傷が防止されます。
5. 乗客の快適性を提供
バッテリーを積極的に加熱および冷却することにより、車両の航続距離や性能を損なうことなく、極端な気象条件下でも乗員を快適に保つための効果的な気候制御が可能になります。
まとめ
自動車業界が持続可能なソリューションに向けて舵を切る中、EV の効率と信頼性は熱管理システムのシームレスな動作にかかっています。の 電池管理システム この熱管理の鍵となるのが（BMS）です。温度調整、SOC 推定、バッテリーバランスにおけるその役割は、EV バッテリーの全体的な健全性と効率にとって最も重要です。テクノロジーが進化し続けるにつれて、高度な BMS 機能の統合を含む熱管理の革新が電気自動車の将来を形作ることは間違いありません。の設計と製造を専門としています。 バッテリー管理システムボード, Mokoenergy は、EV の熱管理機能の向上に取り組んでいます。当社は最先端のODMおよびOEMサービスを提供し、お客様の多様なニーズを満たすカスタマイズされたソリューションを提供します。当社の BMS ボード製造サービスおよびお客様の EV の取り組みの成功にどのように貢献できるかについてのお問い合わせは、 お問い合わせ。 Mokoenergy で未来に進みましょう – 卓越性と電気的イノベーションが融合します。
