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新エネルギー車冷却システム:「直接冷却+水冷」が開発の主な方向となる(図)

2024-06-27

新エネルギー電力バッテリパック内の放熱システムは、新エネルギー電力バッテリパックを冷却することができる。新エネルギー発電用バッテリーの放熱には空冷、水冷、直接冷却の3つの方法があります。空冷モードでは、放熱システムは自然風またはファンを使用して車自体の蒸発器でバッテリーを冷却します。水冷モードでは、ラジエーターは一般に冷凍サイクルシステムと結合され、冷媒を通じてバッテリーの熱を奪います。直接冷却モードでは、放熱システムは冷媒の蒸発潜熱の原理を利用して車両またはバッテリーシステムに空調システムを確立し、バッテリーシステムに空調システムの蒸発器を設置します。冷媒は蒸発器で蒸発し、バッテリーシステムの熱を迅速かつ効率的に奪い、バッテリーシステムの冷却を完了します。


空冷技術


空冷技術は現在、新エネルギー電池で最も広く使用されている放熱技術です。強制空気の流れは、ファン、または車の移動中の向かい風や圧縮空気によって生成されます。他の技術と比較して、空冷技術は比較的シンプルで安全で、メンテナンスも簡単です。トヨタのハイブリッド電気自動車プリウスとホンダのインサイトはどちらも空冷を使用していますが、日産、GM、その他の自動車会社が開発した熱管理システムは主に強制空冷を使用しています。


中国の各種新エネルギー動力電池は基本的に空冷技術を採用しており、国内技術は基本的に海外レベルに匹敵し、低コストで良好な放熱性能を実現できる。


液冷技術と比較して、空冷技術とバッテリー表面間の熱交換係数が低く、冷却および加熱速度が遅く、バッテリーボックス内の温度均一性を制御するのが難しく、バッテリーボックスの密閉設計が困難です。撮影が難しく、防塵・防水性も劣ります。


水冷技術


水冷放熱システムには主に電子ウォーターポンプ、熱交換器、バッテリーヒートシンク、PTCヒーター、膨張タンクが含まれます。


水冷技術は液体の熱交換に基づく冷却技術です。空冷技術よりも効率が高く、電気自動車のバッテリーパック内の温度はより均一で、車両の冷却システムと統合でき、バッテリー壁間の熱交換係数が高く、冷却と加熱の速度が速いです。 。しかし、水冷技術を使用したシステムはより複雑で重量があり、修理やメンテナンスが難しく、漏水の可能性があります。

水冷技術は海外では古くから研究され、応用されてきました。継続的な探求、実践、改善により、システムの熱交換係数と冷却および加熱速度は良好なレベルに達しました。さらに、外国製の水冷システムも新素材の適用により軽量化されています。


現在、海外では主にテスラ、GMボルト、プジョー・シトロエン、BMW i3などの自動車ブランドに水冷技術が採用されています。 Tesla Model S はバッテリーを冷却するために水冷技術を使用しています。テスラは、各バッテリーセルが監視下にあり、そのステータスデータがいつでもフィードバックおよび処理できるようにするために、バッテリーのレイアウト、熱管理システム、およびバッテリー管理システムに関して非常に綿密な設計を行っています。単一の小型バッテリーセルの場合、テスラはそれをスチール製のコンパートメントに独立して収納します。同時に、液体冷却システムは各バッテリーセルを冷却し、互いの温度差を低減し、バッテリーの自然発火のリスクを相対的に低減するのに特化することができます。


近年、我が国の新エネルギー電池冷却システム技術の継続的な進歩に伴い、水冷製品が徐々に空冷製品に取って代わられる傾向にあります。


BYD や吉利などの関連自動車メーカーは、自社の新エネルギー車に水冷製品を適用しています。将来的には、業界技術の継続的な進歩に伴い、「直接冷却+水冷」方式が市場研究開発の主な方向になるでしょう。

中国では、JAC iEV7S などの少数の新エネルギー車が水冷技術を使用しています。 JAC 新エネルギーの純粋な電気 SUV - iEV7S は、水冷技術を使用してバッテリー パックの温度を摂氏 10 ~ 35 度に制御します。マイナス30℃の超低温環境でも航続距離に影響を与えることなく正常に充電できます。新世代のバッテリーパック水冷技術により、低温でのバッテリーの急速な加熱を実現します。 -30℃の環境と-15℃のバッテリーセルの条件下では、バッテリーは40分以内に10℃以上に加熱できます。同時に、優れたバッテリー冷却性能により、高速+急速充電連続駆動の要件を満たし、バッテリー温度は35℃以下に制御されます。


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