EV Elektrikli Araçlarda Hızlı Şarj Hızlı Sıcaklık Yükselmesi demektir
Soğutma çözümleri, e-araçlarda performans ve uzun ömür sağlar.
Li-ion pil çalışma sıcaklığı, yüksek performanslı pillerde işlevsellik ve özellikle kullanım ömründe belirleyici rol oynar. EV pillerinde ve sabit enerji depolama modüllerinde uzun vadeli performans sağlamak için sabit bir sıcaklık profilini korumak çok önemlidir.
İnsanlar gibi, Li-ion pillerin de sıcaklık söz konusu olduğunda kesin bir konfor bölgesi vardır – 20 ila 30°C arasındaki sıcaklıklarda kendilerini en iyi şekilde hissederler ve bu sıcaklık aralığında maksimum elektriksel performans ve dayanıklılıklarına ulaşırlar. Çok düşük veya çok yüksek sıcaklıklar performansı etkiler. Pilin içindeki sıvı (elektrolit, asit veya iletken macun) viskoz hale gelir ve sıcaklıklar düştüğünde daha az yük taşır. Bunun dışında, sıfırın altındaki sıcaklıklar, genellikle grafit ve geçiş metallerinden yapılan elektrotlardaki elektrokimyasal reaksiyonda sorunlara neden olur. Sonuç, performans ve menzilde önemli bir düşüş. Hücre oksidasyon oranları 30°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda artar, bu da pilin daha hızlı bozulmasına ve ardından performansın düşmesine ve kapasitenin düşmesine neden olur.
EV üreticileri, çalışma sıcaklıklarını optimum aralıkta sabit tutmak için genellikle sıvı soğutma sistemleri kurar. Sıvı soğutma sistemlerinin avantajı, nispeten büyük miktarlarda ısıyı eşit oranlarda taşımalarıdır. Bu tip sistemler, pillere çok yakındır. Elektrikli araçlardaki Li-ion piller genellikle soğutma sıvısının soğutma sisteminden sirküle etmesi için kanallarla çevrili silindirik, prizmatik veya torba hücrelerle donatılmıştır. Hava soğutmanın aksine neredeyse hiç yardımcı güç gerekmez; bu, süreci son derece enerji verimli hale getirir. Her pil hücresi, genellikle bir pil yönetim sistemi kullanarak izleme için hücre içindeki voltajı, kapasiteyi ve sıcaklığı ölçmek için bir sensörle donatılmıştır. Bu pil yönetim sistemi, soğutma sistemi ile iletişim kurar,
Özelleştirilmiş sıvı soğutmada öncü
Almanya, Münster yakınlarındaki Sassenberg’de bulunan Technotrans, piyasadaki ilk sıvı bazlı pil ve şarj kablosu soğutma sistemleri üreticilerinden biriydi. Siemens ile birlikte şirket, 2011 yılında Katar’da havai hatlar olmadan e-tramvaylara ısmarlama bir soğutma çözümünü entegre etmeye yönelik prestijli bir proje başlattı. Şirket ayrıca kapasitörlerden oluşan hibrit enerji depolama sistemlerinde sabit çalışma sıcaklıkları sağlamak için bir sistem geliştirdi. (supercaps) ve Li-Ion piller, bazı durumlarda 50°C’nin üzerindeki son derece zorlu ortam sıcaklıklarının yanı sıra yüksek nem ve kum girişi altında bile. Ayrıca tramvayın toplam ağırlığını düşük tutmak için özellikle hafif bir sistem geliştirdi.
Technotrans’ın enerji depolama soğutma sistemleri, Avrupa, Asya ve Amerika’da tramvaylarda ve bölgesel trenlerde ve dünya çapındaki demiryolu ve otobüs projeleri için serin inverter istasyonlarında birlikte hareket eder. Diğer uygulama alanları arasında deniz limanları ve havaalanlarındaki elektrikli otobüsler, kamyonlar ve araçlar yer almaktadır. Talepler zamanla artmış olabilir, ancak sistem üreticisi için geliştirme süreci büyük ölçüde aynı kalmıştır – pilleri ve ilgili soğutma sistemini tasarlamak, çeşitli faktörlerin önemli bir rol oynadığı, müşteri özelliklerine büyük ölçüde bağlı olan çok hassas bir süreçtir. Örneğin, pil gücü ve soğutma gereksinimleri, toplu taşımada e-otobüslerin çalıştığı düzenli sabit rotalara dayanmaktadır. Bu belirli rota profillerine yalnızca mesafeler değil, aynı zamanda eğimler de dahil edilmelidir. Köprüleri geçerken olduğu gibi ağır eğimlerle uğraşmak zorunda olan bir e-otobüs, bu noktada düz kalan bir rotaya göre daha fazla güce ve dolayısıyla daha fazla soğutma gücüne ihtiyaç duyar. Pil performansı ve kapasitesi sıcaklık nedeniyle erken azalmaya başladığında sorunlar ortaya çıkar. Operatörler, sorun sonunda genellikle beş yıllık garantisini yerine getiremeyen ve değiştirme sağlamak zorunda olan pil üreticisine iletildiğinden artık amaçlanan rotaları çalıştıramazlar.
Yüksek güçlü şarj – gelişmiş hızlı şarj istasyonları
Elektrikli araçlar uzun vadede tercih edilen ulaşım araçlarına dönüşecekse, yalnızca yüksek performanslı piller değil, şarj altyapısının genişletilmesi de gerekli olacaktır. Birçok araç üreticisi, birkaç dakika içinde tam şarja izin vermek için yüksek güçlü şarja (HPC) yatırım yapıyor. HPC’nin çalışması için şarj kablolarının çok kısa bir sürede yaklaşık 300 ila 400 kW arasında büyük miktarda güç aktarması gerekir. Bu, kablo uzunluğuna, kesit alanına ve tel damarlarındaki iletkenliğe bağlı olarak kablo içindeki elektrik direncinden önemli ölçüde ısınmaya neden olur. Bakır çekirdekler, soğutma için sıvı taşıyan tüplerle çevrilidir. Soğutma ünitesi genellikle şarj istasyonuna entegredir ve aktif ve pasif soğutmalı şarj kablosu soğutma modüllerini kullanır, yani kompresör veya ortam havası, gereksinimlere bağlı olarak. Üreticiler, modern şarj istasyonlarında şık, yerden tasarruf sağlayan tasarımlara büyük önem veriyor ve bu da bileşenleri geliştirirken bir zorluk teşkil ediyor. Soğutma sistemi üreticileri genellikle tasarım sürecinin bu bölümünde döngünün dışında bırakılır, ancak çok daha sonra kurulum alanı ve gereksinimler zaten belirlenmiş olduğunda dahil olur; Technotrans, soğutma sistemlerini buna göre boyutlandırmak zorundadır. Şirket bazen fiziksel sınırların üstesinden gelmek için bölünmüş bir tasarım kullanacak. Bunun dışında, şirketin uzmanları, bir dizi şarj istasyonuna hizmet veren merkezi soğutma sistemleri ile tüm şarj merkezleri için merkezi olmayan soğutma sistemleri geliştiriyor. bu da bileşenleri geliştirirken bir zorluk teşkil ediyor. Soğutma sistemi üreticileri genellikle tasarım sürecinin bu bölümünde döngünün dışında bırakılır, ancak çok daha sonra kurulum alanı ve gereksinimler zaten belirlenmiş olduğunda dahil olur; Technotrans, soğutma sistemlerini buna göre boyutlandırmak zorundadır. Şirket bazen fiziksel sınırların üstesinden gelmek için bölünmüş bir tasarım kullanacak. Bunun dışında, şirketin uzmanları, bir dizi şarj istasyonuna hizmet veren merkezi soğutma sistemleri ile tüm şarj merkezleri için merkezi olmayan soğutma sistemleri geliştiriyor. bu da bileşenleri geliştirirken bir zorluk teşkil ediyor. Soğutma sistemi üreticileri genellikle tasarım sürecinin bu bölümünde döngünün dışında bırakılır, ancak çok daha sonra kurulum alanı ve gereksinimler zaten belirlenmiş olduğunda dahil olur; Technotrans, soğutma sistemlerini buna göre boyutlandırmak zorundadır. Şirket bazen fiziksel sınırların üstesinden gelmek için bölünmüş bir tasarım kullanacak. Bunun dışında, şirketin uzmanları, bir dizi şarj istasyonuna hizmet veren merkezi soğutma sistemleri ile tüm şarj merkezleri için merkezi olmayan soğutma sistemleri geliştiriyor. Şirket bazen fiziksel sınırların üstesinden gelmek için bölünmüş bir tasarım kullanacak. Bunun dışında, şirketin uzmanları, bir dizi şarj istasyonuna hizmet veren merkezi soğutma sistemleri ile tüm şarj merkezleri için merkezi olmayan soğutma sistemleri geliştiriyor. Şirket bazen fiziksel sınırların üstesinden gelmek için bölünmüş bir tasarım kullanacak. Bunun dışında, şirketin uzmanları, bir dizi şarj istasyonuna hizmet veren merkezi soğutma sistemleri ile tüm şarj merkezleri için merkezi olmayan soğutma sistemleri geliştiriyor.
E-mobilite hala büyük bir büyüme pazarı
E-mobilite, özellikle Avrupa’da, kaynakları verimli kullanan bir kentsel altyapının kalbini oluşturmaya hazırlanıyor. Birçok şehir e-otobüslere yatırım yapıyor, dolayısıyla toplu taşımadaki payları da buna bağlı olarak artıyor. Aynı durum, tramvayların aksine uzun mesafeleri kat etmesi gereken bölgesel demiryolları için de geçerlidir. Bu, Technotrans’ta verimli soğutma sistemlerine yönelik artan gereksinimi yansıtır, bu da hemen hemen her projenin kendine özgü özellikleriyle birlikte geldiği için artan teknik zorluklar anlamına gelir. Örnek olarak şirket, limanlarda kullanılmak üzere otomatik yönlendirmeli araçlar (AGV’ler) için soğutma sistemleri geliştiriyor. Bu AGV’ler yalnızca deniz havası ve tuzlu su gibi aşırı çevresel koşullara maruz kalmaz, aynı zamanda konteynerler gibi yüklü yüklerden kaynaklanan ağır basınç ve titreşime de maruz kalır.
Bunun dışında hafiflik ve güç yoğunluğu da önemli bir rol oynadı. Bilim adamları ve şirketler, araç ağırlığını sürekli olarak azaltmanın yollarını yoğun bir şekilde araştırıyorlar. Amaç sadece giderek daha hafif piller yapmak değil, aynı zamanda elektrik motorları için plastik muhafazalar gibi daha gelişmiş konseptler geliştirmek. Bu gelişmeler, giderek artan gücü daha kompakt boyutlara yoğunlaştırması gereken soğutma sistemlerini de etkiliyor. EV ve şarj istasyonu üreticileri de mümkün olduğunca az gürültü ve titreşimle çalışan sistemler talep ediyor ve Technotrans bu zorlukların üstesinden gelmek için yılların uzmanlığını bir araya getirdi. Sonuçta, gelecekte de verimli soğutma olmadan e-mobilite olmayacak.