Thermisch beheersysteem voor elektrische voertuigen (BTMS)
Het thermische managementsysteem voor elektrische voertuigen (BTMS)is een van de kernsystemen die rechtstreeks van invloed zijn op de veiligheid, prestaties en levensduur van het hele voertuig.
Koelfunctie
Warmteabsorptie: Aangedreven door een elektrische pomp stroomt de koelvloeistof er doorheengh vloeistofkoelplaten in het batterijpakket (meestal in contact met de batterijmodules), die de door de batterij gegenereerde warmte absorberen.
Warmteafvoer: de hoge- koelvloeistof, die warmte heeft geabsorbeerd, wordt naar de voorradiator gepompt (lucht-gekoeld) of wisselt warmte uit met het airconditioningsysteem van het voertuig (via een koelmachine), waardoor de warmte wordt afgevoerd naar de buitenlucht.
Circulatie: De gekoelde koelvloeistof stroomt terug in het accupakket en begint de volgende cyclus.
Verwarmingsfunctie
Wanneer de accutemperatuur te laag is, kan het systeem de koelvloeistof verwarmen met behulp van een PTC-verwarming (thermistor met positieve temperatuurcoëfficiënt).
De verwarmde koelvloeistof stroomt door de vloeibare koelplaten en fungeert als een "warmwaterkruik" om de batterij te verwarmen.
Sommige geavanceerde systemen kunnen ook gebruik maken van afvalwarmte die wordt gegenereerd door het elektrische aandrijfsysteem, waarbij restwarmte wordt teruggewonnen via platenwarmtewisselaars voor batterijverwarming, waardoor de energie-efficiëntie wordt verbeterd.
Het thermische beheersysteem bestaat hoofdzakelijk uit de volgende componenten:
Vloeistofkoelplaat
De kernwarmtewisselingscomponent die in direct contact staat met de batterijmodule is doorgaans gemaakt van aluminium met een intern stroomkanaalontwerp. Het ontwerp moet een balans bieden tussen warmteafvoervermogen, betrouwbaarheid en lichtgewicht.
Koelmiddel
Vereist een hoge thermische geleidbaarheid, isolatie (om kortsluiting te voorkomen), lage viscositeit, een breed bedrijfstemperatuurbereik en goede materiaalcompatibiliteit. Ethyleenglycol-watermengsels worden vaak gebruikt (de verhouding wordt aangepast aan de antivriesvereisten), maar soms worden ook zuivere organische alcoholen en andere diëlektrische vloeistoffen gebruikt.
Elektrische pomp
Levert de stroom voor de circulatie van koelvloeistof. De snelheid is vaak aanpasbaar om on-aanbod te realiseren en het energieverbruik te verminderen.
Warmtewisselaar
Koeler
Een warmtewisselaar die het koelcircuit verbindt met het koelcircuit van de airconditioning, gebruikt om de koeling te verbeteren.
Radiator
Het bevindt zich aan de voorkant van het voertuig en voert de warmte van de koelvloeistof af via de luchtstroom.
Platenwarmtewisselaar
Wordt gebruikt voor warmte-uitwisseling tussen verschillende circuits, bijvoorbeeld voor de terugwinning van afvalwarmte.
PTC-verwarming
Een apparaat dat de koelvloeistof verwarmt wanneer verwarming nodig is.
Kleplichaam
(bijv. drie-wegklep, magneetklep): Regelt de stroomrichting van de koelvloeistof, waardoor schakelen tussen verschillende modi mogelijk is (bijv. schakelen tussen koel- en verwarmingsmodi, of tussen verschillende warmtebronnen).
Reservoir
Compenseert het uitzetten en inkrimpen van het koelvloeistofvolume als gevolg van temperatuurveranderingen en vergemakkelijkt het vullen en ontluchten.
Sensoren en regeleenheden
Temperatuursensoren bewaken de accu- en koelvloeistoftemperatuur in realtime. De thermische beheercontroller van het Battery Management System (BMS) is het brein en regelt op intelligente wijze de werking van actuatoren zoals pompen, PTC, kleppen en airconditioningcompressoren op basis van temperatuursignalen en voertuigstatus met behulp van algoritmen.
