1. Persyaratan Manajemen Termal Kendaraan ListrikHVCH)
Kompartemen penumpang adalah ruang lingkungan tempat pengemudi berada saat kendaraan beroperasi. Untuk memastikan lingkungan berkendara yang nyaman bagi pengemudi, manajemen termal kompartemen penumpang perlu mengontrol suhu, kelembapan, dan suhu pasokan udara di lingkungan interior kendaraan. Persyaratan manajemen termal kompartemen penumpang dalam berbagai kondisi ditunjukkan pada Tabel 1.
Pengendalian suhu baterai daya merupakan prasyarat penting untuk memastikan pengoperasian kendaraan listrik yang efisien dan aman. Jika suhu terlalu tinggi, akan menyebabkan kebocoran cairan dan pembakaran spontan, yang akan memengaruhi keselamatan berkendara; jika suhu terlalu rendah, kapasitas pengisian dan pengosongan baterai akan berkurang sampai batas tertentu. Karena kepadatan energinya yang tinggi dan bobotnya yang ringan, baterai lithium telah menjadi baterai daya yang paling banyak digunakan untuk kendaraan listrik. Persyaratan pengendalian suhu baterai lithium dan beban panas baterai dalam berbagai kondisi yang diperkirakan berdasarkan literatur ditunjukkan pada Tabel 2. Dengan peningkatan bertahap kepadatan energi baterai daya, perluasan rentang suhu lingkungan kerja, dan peningkatan kecepatan pengisian cepat, pentingnya pengendalian suhu baterai daya dalam sistem manajemen termal menjadi lebih menonjol, tidak hanya untuk memenuhi berbagai kondisi jalan dan berbagai mode pengisian dan pengosongan. Beban kontrol suhu berubah sesuai kondisi kerja kendaraan, keseragaman medan suhu antar paket baterai, serta pencegahan dan pengendalian pelarian termal juga perlu memenuhi semua persyaratan kontrol suhu di bawah kondisi lingkungan yang berbeda seperti daerah yang sangat dingin, sangat panas, dan sangat lembap, serta daerah dengan musim panas yang terik dan musim dingin yang sangat dingin.
2. Tahap pertama pemanasan PTC
Pada tahap awal industrialisasi kendaraan listrik, teknologi intinya pada dasarnya didasarkan pada penggantian baterai, motor, dan sistem tenaga lainnya, berdasarkan peningkatan bertahap. Pendingin udara kendaraan listrik murni dan pendingin udara kendaraan berbahan bakar bensin sama-sama mewujudkan fungsi pendinginan melalui siklus kompresi uap. Perbedaannya adalah kompresor pendingin udara kendaraan berbahan bakar bensin digerakkan secara tidak langsung oleh mesin melalui sabuk, sedangkan kendaraan listrik murni langsung menggunakan kompresor penggerak listrik untuk menggerakkan siklus pendinginan. Ketika kendaraan berbahan bakar bensin dipanaskan di musim dingin, panas buangan mesin langsung digunakan untuk memanaskan kompartemen penumpang tanpa sumber panas tambahan. Namun, panas buangan motor kendaraan listrik murni tidak dapat memenuhi kebutuhan pemanasan musim dingin. Oleh karena itu, pemanasan musim dingin adalah masalah yang perlu dipecahkan oleh kendaraan listrik murni. Pemanas koefisien suhu positif (PTC) terdiri dari elemen pemanas keramik PTC dan tabung aluminium.Pemanas pendingin PTC/Pemanas udara PTC), yang memiliki keunggulan resistansi termal rendah dan efisiensi perpindahan panas tinggi, dan digunakan pada bagian dasar bodi kendaraan berbahan bakar. Oleh karena itu, kendaraan listrik generasi awal menggunakan pendinginan siklus kompresi uap ditambah pemanasan PTC untuk mencapai manajemen termal ruang penumpang.
2.1 Penerapan teknologi pompa panas pada tahap kedua
Dalam penggunaan sebenarnya, kendaraan listrik memiliki kebutuhan konsumsi energi pemanasan yang tinggi di musim dingin. Dari sudut pandang termodinamika, COP pemanasan PTC selalu kurang dari 1, yang membuat konsumsi daya pemanasan PTC tinggi dan tingkat pemanfaatan energi rendah, yang secara serius membatasi jarak tempuh kendaraan listrik. Teknologi pompa panas menggunakan siklus kompresi uap untuk memanfaatkan panas tingkat rendah di lingkungan, dan COP teoritis selama pemanasan lebih besar dari 1. Oleh karena itu, menggunakan sistem pompa panas sebagai pengganti PTC dapat meningkatkan jarak tempuh kendaraan listrik dalam kondisi pemanasan. Dengan peningkatan lebih lanjut kapasitas dan daya baterai, beban termal selama pengoperasian baterai juga secara bertahap meningkat. Struktur pendinginan udara tradisional tidak dapat memenuhi persyaratan kontrol suhu baterai. Oleh karena itu, pendinginan cairan telah menjadi metode utama pengendalian suhu baterai. Selain itu, karena suhu nyaman yang dibutuhkan oleh tubuh manusia mirip dengan suhu di mana baterai bekerja normal, kebutuhan pendinginan kompartemen penumpang dan baterai dapat dipenuhi dengan menghubungkan penukar panas secara paralel dalam sistem pompa panas kompartemen penumpang. Panas dari baterai daya secara tidak langsung dihilangkan oleh penukar panas dan pendinginan sekunder, dan tingkat integrasi sistem manajemen termal kendaraan listrik telah ditingkatkan. Meskipun tingkat integrasinya telah ditingkatkan, sistem manajemen termal pada tahap ini hanya mengintegrasikan pendinginan baterai dan kompartemen penumpang secara sederhana, dan panas limbah dari baterai dan motor belum dimanfaatkan secara efektif.
Waktu posting: 04-Apr-2023
