ระดับความสูงส่งผลต่อระบบการจัดการความร้อนแบตเตอรี่พลังงานใหม่อย่างไร

ในฐานะที่เป็นระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ (BTMS)ผู้ผลิตที่มีประสบการณ์หลายปีในการปรับใช้โซลูชันสำหรับพื้นที่ภูเขา กลุ่มยานพาหนะในพื้นที่สูง และการดำเนินการเหมืองแร่ คำตอบสั้นๆ คือ ระดับความสูงทำให้ประสิทธิภาพของระบบระบายความร้อนลดลงผ่านกลไกหลัก 3 ประการ ได้แก่ อากาศที่บางลง ความดันบรรยากาศต่ำลง และความต้านทานภายในแบตเตอรี่ที่สูงขึ้น ผลกระทบเหล่านี้ผสมผสานกันเพื่อลดประสิทธิภาพการทำความเย็น เพิ่มการสร้างความร้อนของแบตเตอรี่ และลดระยะการขับขี่ของ EV BTMS ที่รับรู้ระดับความสูงที่ได้รับการสอบเทียบอย่างเหมาะสมสามารถบรรเทาผลกระทบเหล่านี้ได้เกือบทั้งหมด

1. ความหนาแน่นของอากาศที่ลดลงทำให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นของการพาความร้อนลดลง

ที่ระดับความสูง 10,000 ฟุต ความหนาแน่นของอากาศจะอยู่ที่ประมาณสามในสี่ของค่าระดับน้ำทะเล ดังนั้นปริมาตรอากาศใดๆ ก็ตามจะกักโมเลกุลได้น้อยลงประมาณหนึ่งในสี่ ซึ่งจะช่วยลดความสามารถในการรับความร้อนของอากาศโดยตรง ซึ่งเป็นผลแบบเดียวกับที่ทำให้การระบายความร้อนของร่างกายมนุษย์รู้สึกมีประสิทธิภาพน้อยลงที่ระดับความสูงสูง

แม้แต่ BTMS ที่ระบายความร้อนด้วยของเหลวก็ยังต้องใช้อากาศในการปฏิเสธความร้อนผ่านคอนเดนเซอร์ ด้วยอากาศที่บางลง คอนเดนเซอร์ไม่สามารถกระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้อุณหภูมิของสารทำความเย็นสูงขึ้นและความสามารถในการทำความเย็นของแบตเตอรี่ลดลง

กรณียานพาหนะจริง: กองเรือขนส่งสินค้าในยูทาห์ที่ทำงานที่ความสูง 5,280 ฟุตพบว่าช่วงฤดูร้อนลดลง 20% ด้วยระบบระบายความร้อนแบบเดิม เนื่องจากอุณหภูมิของแบตเตอรี่เกิน 45°C อย่างต่อเนื่อง หลังจากที่เราปรับขนาดใบพัดลมคอนเดนเซอร์และปรับเทียบระบบใหม่สำหรับความหนาแน่นของอากาศต่ำ ช่องว่างของช่วงก็แคบลงเหลือเพียง 3%

2. ความดันบรรยากาศที่ลดลงจะเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

ความดันบรรยากาศที่ต่ำลงจะทำให้การเคลื่อนที่ของไอออนภายในอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ช้าลง ส่งผลให้ความต้านทานไฟฟ้าภายในเพิ่มขึ้น ในระหว่างการเร่งความเร็วหรือการชาร์จอย่างรวดเร็ว ความต้านทานพิเศษนี้จะทำให้เกิดความร้อนมากกว่าที่ภาระเดียวกันจะสร้างขึ้นที่ระดับน้ำทะเล

ผลกระทบที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นในสภาพอากาศหนาวเย็น: การทำความร้อนในห้องโดยสารจะดึงพลังงานเพิ่มเติมจากแบตเตอรี่ และอากาศโดยรอบที่บางลงจะสูญเสียความร้อนเร็วขึ้น ส่งผลให้ระบบทำความร้อนต้องทำงานหนักขึ้น โหลดสองเท่านี้สร้างความร้อนพิเศษที่ขัดขวางการออกแบบ BTMS มาตรฐานหลายแบบโดยไม่ระวัง

กรณียานพาหนะจริง: ผู้ผลิต EV ในเดนเวอร์ปรับใช้ยานพาหนะที่ระดับความสูง 12,000 ฟุตสำหรับฤดูเล่นสกี พบว่าอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลง 15% ด้วยระบบระบายความร้อนในสต็อก เราได้ปรับอัลกอริธึมการควบคุมเพื่ออุ่นแบตเตอรี่ล่วงหน้า 20 นาทีก่อนถอดออก และลดอัตราการชาร์จสูงสุดลง 10% ที่ระดับความสูงเพื่อจำกัดความร้อนจากตัวต้านทาน ช่วงฤดูหนาวที่ความสูง 12,000 ฟุตต่อมากลับคืนสู่ระดับใกล้ระดับน้ำทะเล

3. การเปลี่ยนแปลงความดันจะลดวงจรการทำความเย็นและประสิทธิภาพของ HVAC

ที่ระดับความสูง ความดันบรรยากาศที่ต่ำลงจะเปลี่ยนอุณหภูมิความอิ่มตัวของสารทำความเย็นภายในวงจรการทำความเย็น สารทำความเย็นที่เดือดที่ 4°C ที่ระดับน้ำทะเลอาจเดือดที่ 6°C ที่ความสูง 10,000 ฟุต ซึ่งจะลดความสามารถในการทำความเย็นของเครื่องระเหยสำหรับทั้งชุดแบตเตอรี่และห้องโดยสาร

นี่เป็นหนึ่งในเอฟเฟกต์ระดับความสูงที่มักถูกมองข้ามมากที่สุด เนื่องจาก BTMS มาตรฐานส่วนใหญ่ได้รับการสอบเทียบที่ความดันระดับน้ำทะเลโดยเฉพาะ

กรณียานพาหนะจริง: กองแท็กซี่ในลาปาซ โบลิเวีย (สูงกว่า 11,000 ฟุต) รายงานว่าการทำความเย็นห้องโดยสารใช้เวลา 10 นาทีในช่วงบ่ายที่อากาศร้อนด้วยระบบเดิม การออกแบบ BTMS ของเราพร้อมเซ็นเซอร์ความดันระดับความสูงแบบเรียลไทม์จะปรับเทียบวงจรสารทำความเย็นอัตโนมัติตามระดับความสูง ช่วยลดเวลาการทำความเย็นห้องโดยสารลงเหลือ 3 นาที

แนวทางการเพิ่มประสิทธิภาพ BTMS ในระดับสูงของเรา

เราออกแบบและทดสอบระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ทุกระบบเพื่อให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในทุกระดับความสูง ไม่ใช่แค่ในศูนย์ทดสอบระดับน้ำทะเล:

การตรวจจับแรงดันแบบเรียลไทม์: เซ็นเซอร์ระดับความสูงในตัวจะปรับเทียบแรงดันและการไหลของสารทำความเย็นอัตโนมัติเพื่อประสิทธิภาพการทำความเย็นที่สม่ำเสมอ

การออกแบบคอนเดนเซอร์ที่เข้ากัน: ขนาดของพัดลมและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นของอากาศต่ำ

การควบคุมความร้อนแบบปรับเปลี่ยนได้: การจำกัดความร้อนล่วงหน้าของแบตเตอรี่และการจำกัดอัตราการชาร์จจะปรับโดยอัตโนมัติตามระดับความสูง

การตรวจสอบห้องควบคุมระดับความสูง: ระบบทั้งหมดได้รับการทดสอบในห้องแรงดันซึ่งจำลองได้สูงถึง 15,000 ฟุต (0.5 atm) เพื่อระบุและแก้ไขข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับระดับความสูงก่อนใช้งาน

เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์จำนวนมากเข้าสู่พื้นที่ภูเขา ที่ราบสูง และเหมืองแร่ การจัดการระบายความร้อนที่ปรับให้เหมาะสมตามระดับความสูงจึงไม่ใช่ข้อกำหนดเฉพาะอีกต่อไป - มันจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่เชื่อถือได้ การส่งมอบเต็มรูปแบบ และอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน

หากคุณเป็น OEM หรือผู้ปฏิบัติงานกลุ่มยานพาหนะที่ประสบปัญหาด้านความร้อนหรือช่วงที่ระดับความสูง ทีมงานของเราสามารถให้บริการสอบเทียบและปรับแต่งเฉพาะรุ่นได้โซลูชั่นบีทีเอ็มเอสปรับให้เหมาะกับระดับความสูงในการทำงานและรอบการทำงานของคุณ