English English
Merit Sensor

De toename in populariteit en het gebruik van elektrische voertuigen kan niet eenvoudig onder woorden worden gebracht; men moet naar de gegevens kijken.

Tegen het einde van 2020 reden meer dan 10 miljoen elektrische auto's over wegen over de hele wereld.

Elektrische voertuigen zijn om vele redenen aantrekkelijk voor kopers: ze produceren minder uitstoot, kunnen tegen aanzienlijk lagere kosten worden gebruikt en bieden betere vooruitzichten op de lange termijn in vergelijking met auto's op benzine.

Een van de grootste uitdagingen om meer mensen ertoe te brengen over te stappen op elektrische voertuigen, is echter lange tijd de beperkte actieradius geweest die ze met één lading kunnen reizen.

Dit obstakel wordt echter gestaag overwonnen. Stapsgewijze verbeteringen in batterijtechnologie nemen toe en het maximale bereik van elektrische voertuigen wordt met elke vooruitgang uitgebreid, waardoor het bezit van elektrische voertuigen een meer haalbare optie wordt voor een toekomstige generatie bestuurders.

Het belang van koelsystemen in elektrische voertuigen

Pogingen om de batterijcapaciteit te verbeteren, kunnen echter bepaalde uitdagingen met zich meebrengen. De belangrijkste vraag heeft betrekking op koeling. Batterijen genereren warmte wanneer ze worden opgeladen en ontladen. Daarom, hoe meer energie een batterij opslaat en hoe sneller hij oplaadt of ontlaadt, hoe meer warmte hij zal produceren. Voertuigen die volledig elektrisch zijn, zijn uitgerust met een koelsysteem dat bepaalde temperatuurlimieten handhaaft in de vermogenselektronica en batterijpakketten van het voertuig.

De belangrijkste rol van het koelsysteem is ervoor te zorgen dat de batterijtemperatuur binnen veilige bedrijfsgrenzen blijft. Als de temperatuur van de lithium-ionbatterij in een bepaalde cel te hoog wordt, kan dit een kettingreactie veroorzaken die bekend staat als thermische runaway, waarbij de volledige batterij een catastrofale exotherme ontbinding ondergaat.

Het voorkomen van oververhitting en oververhitting is natuurlijk van cruciaal belang. De meeste EV-koelsystemen zijn bedoeld om accu's het grootste deel van de tijd op hun optimale bedrijfstemperatuur te houden. Meestal betekent dit een bijna uniforme temperatuurverdeling in het bereik van 15 - 35 °C.

Als de temperatuur in het hele pakket aanzienlijk kan variëren of buiten dit specifieke bereik valt, kunnen de oplaadtijden en de efficiëntie negatief worden beïnvloed, wat resulteert in een verkorting van de levensduur van de batterij.

EV Cooling Technologies Elektrisch voertuigen gebruiken verschillende koeltechnologieën om de temperatuur van energiesystemen te beheren: lucht-, vinnen- en vloeistofkoeling. Vinkoeling is een eenvoudig en economisch passief koelmechanisme waarvan is aangetoond dat het succesvol is in de wereld van de elektronica.

In feite vergroot het bouwen van energie-intensieve componenten met vinnen en richels in tegenstelling tot platte vlakken hun oppervlakte, waardoor de snelheid waarmee ze warmte naar hun omgeving kunnen afvoeren, wordt verbeterd.

Vinnen zijn echter beperkt toepasbaar in elektrische voertuigen omdat ze het gewicht van aandrijfsystemen aanzienlijk kunnen verhogen.

luchtkoeling, de circulatie van relatief koele lucht over het oppervlak van een heet object, is een andere relatief eenvoudige technologie omdat het het sneller zal afkoelen.

Luchtkoeling is doorgaans kosteneffectief en is toegepast in sommige elektrische automodellen (inclusief vroege modellen van de Nissan Leaf). Dit systeem kan echter relatief energie-intensief zijn en auto's die afhankelijk zijn van luchtkoeling kunnen bij warm weer in de problemen komen.8

Vloeistofkoeling is de meest efficiënte manier om de temperatuur van batterijen en energiesystemen in elektrische voertuigen te regelen.

Door vloeibare koelvloeistof door energiesystemen te leiden, wordt een effectieve warmteafvoer vergemakkelijkt en hoewel het relatief duur en complex is, biedt het een nauwkeurigere temperatuurregeling van elektronische systemen en batterijpakketten in elektrische voertuigen.

Naarmate fabrikanten steeds meer accupacks met een grotere capaciteit in elektrische voertuigen installeren, worden ook de eisen waaraan deze koelsystemen moeten kunnen voldoen steeds groter.

Vloeistofkoelsystemen worden steeds belangrijker en complexer naarmate de laadsnelheden en de batterijcapaciteit toenemen.9,10 Vloeistofkoelsystemen in de huidige elektrische voertuigen kunnen een onderverdeling van het koelsysteem in verschillende circuits en warmte-uitwisseling tussen batterijkoelmiddel en koelmiddel van het airconditioningsysteem noodzakelijk maken.

De rol van druksensoren in EV-koelsystemen

Druk is een belangrijke parameter in het vloeistofkoelsysteem van een elektrisch voertuig. Druksensoren zijn essentiële componenten, zowel voor feedback voor de regeling en optimalisatie van het koelsysteem, als voor het detecteren van drukverlies dat op een lek zou kunnen wijzen.

Naarmate vloeistofkoelsystemen steeds complexer worden, neemt de vraag naar nauwkeurige en robuuste druksensoren voor EV-koelsystemen is nu groter dan ooit tevoren. 

Merit Sensor Systems ontwerpt en produceert een breed scala aan hoogwaardige druksensoren die geschikt zijn voor veeleisende EV-toepassingen. De sensoren uit de TR-serie zijn ontwikkeld om nauwkeurige drukmetingen te bieden in agressieve media zoals gassen, oliën en koelmiddelen.

TR-serie druksensoren bevatten een hermetisch afgesloten matrijs die drukmetingen kan uitvoeren vanaf de achterkant, waar de media alleen in contact komen met het keramische substraat, glas en goud-tin eutectisch soldeer.

Sensoren uit de TR-serie bieden ook nauwkeurige, betrouwbare en robuuste drukdetectie in complexe EV-vloeistofsysteemtoepassingen, terwijl ze geschikt zijn voor temperaturen van -40 °C tot 150 °C.

TR-Serie gelaatsafdichting integratie (MeriTrek starterkit) in metalen/kunststof behuizing

Figuur 1. TR-Serie gelaatsafdichting integratie (MeriTrek starterkit) in een metalen/kunststof behuizing. Afbeelding tegoed: Merit Sensor

Sensoren uit de TVC-serie zijn geoptimaliseerd voor het meten van middelhoge tot hoge drukken in koelgassen tot 2,000 kPa.

Door het siliciummatrijsdetectie-element aan de bovenkant van een keramische drukpoort te monteren, hebben de TVC-sensoren de capaciteit om de druk aan de achterkant te meten terwijl ze de media scheiden van de interne elektronica, wat betrouwbare en robuuste drukmetingen (barstdruk 5x) biedt gedurende een langere levensduur, zelfs in harde media.

TVC-Series eenvoudige integratie in metalen/kunststof behuizing met radiale afdichting (o-ring).

Figuur 2. TVC-Series eenvoudige integratie in metalen/kunststof behuizing met radiale afdichting (o-ring). Afbeelding tegoed: Merit Sensor

Met eenvoudige afdichting en elektrische aansluitingen zijn de druksensoren uit de TR- en TVC-serie ontworpen voor naadloze integratie in complexe vloeistofsysteempijpleidingen en snelle connectoren dankzij de betrouwbare vlak- en radiale afdichting.

Neem voor meer informatie contact op met Merit Sensor systemen en ontdek hoe de druksensoren een reeks ongeëvenaardeleled voordelen in EV-systemen.

Referenties

  1. Lutsey, N. & Nicholas, M. Update over de kosten van elektrische voertuigen in de Verenigde Staten tot 2030. (2019).
  2. Wereldwijde EV Outlook 2021 – Analyse. IEA https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2021.
  3. Hoe groen zijn elektrische auto's? | Omgeving | De Wachter.
  4. Bedrijfskosten van EV's: hoeveel het kost om een ​​elektrische auto te kopen en te gebruiken | OVO Energie. https://www.ovoenergy.com/guides/energy-guides/how-much-does-it-cost-to-charge-and-run-an-electric-car.html, https://www.ovoenergy.com/guides/energy-guides/how-much-does-it-cost-to-charge-and-run-an-electric-car.html.
  5. Hoe lang duurt het voordat de fossiele brandstoffen opraken? Onze wereld in data https://ourworldindata.org/how-long-before-we-run-out-of-fossil-fuels.
  6. De echte belemmeringen voor de adoptie van elektrische voertuigen. MIT Sloan https://mitsloan.mit.edu/ideas-made-to-matter/real-barriers-to-electric-vehicle-adoption.
  7. Feng, X., Ren, D., He, X. & Ouyang, M. Vermindering van thermische op hol geslagen lithium-ionbatterijen. Joule 4, 743â € "770 (2020).
  8. Chen, D., Jiang, J., Kim, G.-H., Yang, C. & Pesaran, A. Vergelijking van verschillende koelmethoden voor lithium-ionbatterijcellen. Toegepaste thermische techniek 94, 846â € "854 (2016).
  9. Ontwerp van directe en indirecte vloeistofkoelsystemen voor krachtige lithium-ionbatterijen met hoge capaciteit op JSTOR. https://www.jstor.org/stable/26169002.

Dit artikel van Merit Sensor is gepubliceerd op https://www-azom-com