De elektrische compressor in BTMS: de "energietransporthub"
van voertuigthermisch beheer
Bij BTMS is de kernrol van de elektrische compressor het aandrijven van de koelmiddelcyclus, waardoor het batterijsysteem wordt voorzien van "actieve" en krachtige temperatuurregelingsmogelijkheden. Het upgradet BTMS van elementaire "isolatie" en "lucht-/vloeistofkoeling" naar een "intelligent precisietemperatuurregelsysteem" dat extreme omstandigheden aankan.
I. Kernfunctie: Waarom heeft BTMS een elektrische compressor nodig?
Batterijen genereren enorme warmtebelastingen onder twee extreme omstandigheden, die de conventionele warmteafvoercapaciteiten ver overtreffen:
* Snel opladen met hoog-DC: elektrische energie wordt met extreem hoge snelheden in de batterij gegoten, waardoor een grote hoeveelheid warmte ontstaat.
* Ontlading met hoge-intensiteit onder omgevingen met hoge- temperaturen, zoals heuvelklimmen met volledige- belasting in de zomer of agressief rijden.
Op dit moment is de "passieve vloeistofkoeling" van radiatoren en ventilatoren alleen onvoldoende. Voor actieve en krachtige koeling moet een koelmiddelcyclus worden geïntroduceerd, en de elektrische compressor is de krachtbron die deze cyclus aanstuurt.
Ondertussen is de warmtepompmodus van de elektrische compressor in de winter de meest efficiënte manier om de batterij te verwarmen.
II. Werkingsprincipe: hoe dient het BTMS? De elektrische compressor bedient het BTMS via twee belangrijke modi:
Modus 1: Koelmodus (krachtige batterijkoeling)
Dit is de meest klassieke en cruciale toepassing van de elektrische compressor in het BTMS.
Compressie en temperatuurstijging: De elektrische compressor zuigt koelgas met lage- temperatuur en lage- druk aan en comprimeert dit tot een gas met hoge - temperatuur en hoge- druk.
Condensatie en warmteafgifte: het gas met hoge- temperatuur en hoge- druk stroomt door de condensor, waar het geforceerd wordt gekoeld door een ventilator aan de voorkant van het voertuig, en condenseert tot een vloeistof met gemiddelde - temperatuur en hoge - druk.
Smoren en koelen: het vloeibare koelmiddel stroomt door het expansieventiel, waardoor de druk en temperatuur snel dalen en het een mistmengsel met lage- temperatuur en lage- druk wordt.
Verdamping en warmteabsorptie (cruciale stap): Het koudemiddel met lage- temperatuur komt de koelmachine binnen. De Chiller is een cruciale warmtewisselaar waarbij het koelmiddel verdampt, waardoor krachtig en snel een grote hoeveelheid warmte wordt geabsorbeerd van het batterijkoelmiddel dat langs de andere kant van de Chiller stroomt.
Warmteoverdracht voltooid: De gekoelde accukoelvloeistof wordt vervolgens door een elektrische waterpomp teruggepompt naar de accu om de accu te koelen. Het koelmiddel, dat warmte heeft geabsorbeerd, verandert weer in een gas en wordt terug in de elektrische compressor gezogen, waardoor de cyclus wordt voltooid.
In eenvoudige bewoordingen: de elektrische compressor drijft het koelmiddel aan en ‘stelt’ warmte van het batterijkoelmiddel bij de koelmachine, waardoor een koelefficiëntie wordt bereikt die veel groter is dan die van luchtkoeling en gewone vloeistofkoeling.
Modus twee: Warmtepompverwarmingsmodus (efficiënte batterijverwarming)
Dit is een sleuteltechnologie om het rijbereik in de winter te verbeteren.
Modusomschakeling: De stroomrichting van het koelmiddel wordt omgekeerd via een vier-omkeerklep.
Omkering van de rol: In deze modus wordt de binnenverdamper de condensor, waarbij warmte vrijkomt, terwijl de buitencondensor de verdamper wordt en warmte absorbeert.
Batterijverwarming: Het systeem kan prioriteit geven aan de toewijzing van warmte aan het batterijpakket. Het koelmiddel met hoge- temperatuur en hoge- druk condenseert in een speciale batterijwarmtewisselaar, waardoor warmte wordt afgegeven aan het batterijkoelmiddel, waardoor de batterij efficiënt wordt voorverwarmd.
Energie-efficiëntievoordeel: De energie-efficiëntieverhouding van een warmtepomp is doorgaans groter dan 2,5, wat betekent dat voor elke verbruikte eenheid elektriciteit 2,5 eenheden warmte kunnen worden overgedragen, wat veel hoger is dan de energie-efficiëntie van PTC-verwarmingssystemen die rechtstreeks elektriciteit gebruiken.
