Регулятор температуры в батареях отопления: принцип работы, типы устройств, установка и монтаж

Система управления температурой батареи — MATLAB & Simulink

Система управления температурой батареи поддерживает безопасную и эффективную работу батарей, регулируя их температурные условия. Высокие температуры аккумуляторов могут ускорить их старение и создать угрозу безопасности, в то время как низкие температуры могут привести к снижению емкости аккумуляторов и ухудшению характеристик зарядки/разрядки.

Система управления температурным режимом батареи регулирует рабочую температуру батареи, либо рассеивая тепло, когда оно слишком горячее, либо выделяя тепло, когда оно слишком холодно. Инженеры используют активные, пассивные или гибридные решения для теплопередачи для регулирования температуры батареи в этих системах. Активные решения обычно имеют вентилятор или насос, подающий рабочую жидкость, например воздух, воду или какую-либо другую жидкость, для снижения или повышения температуры батареи. В пассивном решении либо радиаторы, либо трубы с теплопроводными материалами отводят тепло от батареи.

Гибридное решение сочетает в себе ключевые конструктивные особенности как активных, так и пассивных решений.

Создание программных тепловых моделей аккумуляторов, имитирующих процесс теплопередачи, может помочь инженерам анализировать компромиссы в проектных параметрах, оценивать производительность и реализовывать алгоритмы управления. Инженеры могут использовать MATLAB ^® и Simulink ^® для разработки систем управления тепловым режимом батареи, которые обеспечивают оптимальную производительность аккумуляторной батареи в различных условиях эксплуатации.

Проведение теплового анализа в Simulink новой и устаревшей модели литий-ионного аккумуляторного блока для проектирования аккумуляторных блоков, которые соответствуют критериям гарантии по истечении срока службы (EOL) с точки зрения мощности, производительности и упаковки.

С помощью MATLAB и Simulink вы можете:

• Детально моделировать тепловое поведение батареи
• Создание моделей систем охлаждения/обогрева с использованием различных рабочих сред, включая газы, жидкости и хладагенты, изменяющие фазу
• Выполнение выбора компонентов и размеров компонентов с помощью моделирования и симуляции
• Исследуйте пространство проектирования с различными параметрами компонентов и оптимизируйте производительность системы управления температурным режимом батареи
• Моделирование экстремальных температурных условий для разработки сценариев «что, если»
• Разработка логики диспетчерского управления и стратегий управления с обратной связью для модуляции температуры
• Проведение сценарных исследований для оценки теплового воздействия различных вариантов конструкции
• Сокращение затрат за счет проведения меньшего количества дорогостоящих и трудоемких тестов с серийным аккумуляторным оборудованием
• Автоматически генерировать готовый к производству встроенный код для управления температурным режимом батареи и соответствовать отраслевым стандартам

Захват температурного режима батареи

Используя Simscape™ и Simscape Battery™, вы можете создавать модели, начиная с уровня элемента батареи, а затем добавлять эффекты температуры окружающей среды, материалы теплового интерфейса и соединения охлаждающей пластины, чтобы создать более репрезентативную модель. Теплопередачу можно рассматривать с точки зрения от ячейки к ячейке, от ячейки к пластине и от ячейки к окружающей среде путем определения тепловых путей к окружающей среде, хладагенту и расположению охлаждающей пластины. Simscape Battery предоставляет готовые блоки охлаждающих пластин, которые поддерживают различные конфигурации потока, включая параллельные каналы, U-образные прямоугольные каналы и краевое охлаждение.

Блок параллельных каналов в Simscape Battery

Блок U-образных каналов в Simscape Battery

Блок Edge Cooling в Simscape Battery

Разброс температур, возникающий в результате динамического взаимодействия между аккумулятором и потоком хладагента, может быть точно зафиксирован путем дискретизации этих охлаждающих пластин в элементы.

Тепловая модель на уровне пакета может быть построена путем сборки ячеек в модули с тепловыми эффектами и размещения модулей внутри пакета. Модели аккумуляторных батарей, созданные в Simscape, используют электрические и тепловые сети, которые отражают реальную систему и масштабируются по мере увеличения количества ячеек. Вы можете выполнить анализ тепловых характеристик аккумуляторных батарей с разным уровнем старения, чтобы соответствовать критериям гарантии по истечении срока службы (EOL).

Подробное 1D тепловое моделирование одного элемента батареи с помощью Simscape с использованием библиотеки Thermal Elements

Определение теплового пути охлаждающей жидкости для модуля батареи с помощью Simscape Battery

Подключение охлаждающей пластины к аккумуляторному модулю и параллельной сборке

Моделирование систем охлаждения/обогрева

Блоки Simscape и Simscape Fluids™ можно использовать в газовой, жидкостной и тепловой областях для моделирования активных, пассивных или гибридных решений для охлаждения/обогрева. . Вы также можете изучить архитектуру систем охлаждения/обогрева, нарисовав схемы для размещения труб, клапанов, теплообменников и резервуаров. В случае системы жидкостного контура вы можете смоделировать расширительный бак, в котором хранится резервная жидкость; охлаждающие пластины, которые направляют рабочую жидкость вблизи аккумуляторных элементов; система циркуляции с приводом от двигателя с насосом, проточным трактом и клапанами; и различные типы теплообменников, такие как проводные нагреватели или радиаторы. После того, как вы создали модель системы охлаждения/обогрева, вы можете запустить моделирование, уточнить конструкцию, изучив размеры компонентов и параметры системы, а также удовлетворить такие требования, как рассеивание тепла и энергопотребление.

Модель активной жидкостной системы охлаждения/обогрева аккумуляторов в электромобиле (EV), созданная с использованием Simulink и Simscape

Средства управления проектированием для управления Методы PID для управления системой циркуляции, такие как управление потоком сырья (клапан), управление массовым расходом (насосом) и управление выбором пути теплообмена. С Simscape Battery вы можете использовать предварительно созданные блоки, такие как управление охлаждающей жидкостью батареи и управление нагревателем батареи, для создания алгоритмов управления температурным режимом батареи. С помощью Stateflow вы также можете разработать логику диспетчерского управления для переключения между различными режимами работы, такими как нагрев или охлаждение, в зависимости от температуры окружающей среды и температуры батареи.

Simulink-модель системы управления охлаждающей жидкостью, которая вычисляет скорость потока на основе температур между элементами батареи, а также температуры окружающей среды

Создание кода и выполнение аппаратного тестирования в цикле (HIL) Embedded Coder

^® и HDL Coder™ позволяют автоматически генерировать удобочитаемый, оптимизированный код C/C++ или HDL для развертывания программного обеспечения системы управления температурой батареи на встроенных микроконтроллерах или целевых устройствах FPGA/SOC. Вы также можете сгенерировать код для модели объекта и выполнить аппаратное тестирование в контуре (HIL). Simscape Battery включает в себя блоки, которые действуют как интерфейсы между батареей и схемой контроля ячейки. Используя эти блоки с аппаратным обеспечением в реальном времени, вы можете подключить симуляцию батареи к реальному оборудованию для балансировки батареи. HIL-тестирование аккумуляторных систем (22:57) позволяет заменить трудоемкие и дорогостоящие аппаратные тесты машиной в режиме реального времени для тестирования системы управления температурным режимом аккумулятора. Это снижает риск повреждения оборудования батареи в потенциально опасных условиях испытаний, позволяя тестировать систему управления температурным режимом батареи в широком диапазоне условий эксплуатации, включая экстремальные температуры, снижение производительности и неисправности.

См. также: модели аккумуляторов, система управления батареями, состояние заряда аккумулятора, программное обеспечение для моделирования, моделирование и симуляция, Simulink для электрификации, настройка ПИД, дизайн аккумуляторной батареи

Прогрев батареи — BriskHeat

Прогрев батареи — BriskHeat

Магазин не будет работать корректно, если файлы cookie отключены.

Возможно, в вашем браузере отключен JavaScript.

Для максимально удобной работы с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Поиск дистрибьютора

Язык

• Китайский упрощенный
• English
• French
• German
• Hindi
• Italian
• Japanese
• Korean
• Russian
• Spanish
• Vietnamese

Toggle Nav

Меню

Учетная запись

Простой и эффективный способ максимизировать эффективность литиевых и свинцово-кислотных аккумуляторов в холодных погодных условиях

Применение

Как свинцово-кислотным, так и литиевым батареям требуется тепло в холодных погодных условиях.

Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в автомобилях, грузовиках и мотоциклах. Автомобили, оставленные под открытым небом или в неотапливаемых гаражах, требуют сильных зарядов для запуска двигателей в суровых условиях. Использование или зарядка батарей может быть вредным или потенциально рискованным, если их температура падает ниже 32°F (0°C). Некоторые производители предлагают нагревать выше нуля до 41 ° F (5 ° C), чтобы свести к минимуму износ. Чтобы максимизировать эффективность работы свинцово-кислотных аккумуляторов при низких температурах, аккумуляторы следует нагревать до оптимальной температуры от 68°F (20°C) до 77°F (25°C). Батареи можно использовать при температуре до 122°F (50°C).

Литиевые батареи имеют более высокую плотность заряда (т. е. более длительный срок службы) по сравнению с другими батареями. Аккумуляторы этого типа используются в электромобилях, где требуется высокая производительность для оптимизации расстояния между зарядками. Компании-производители обычно используют литиевые батареи в своем оборудовании, где требуется увеличенный срок службы батареи.

Температура окружающей среды влияет как на зарядку, так и на разрядку аккумуляторов.

К сожалению, литиевые батареи плохо работают при экстремально низких температурах. В условиях окружающей среды ниже 14°F (-10°C) аккумуляторы необходимо нагревать, и некоторые производители рекомендуют нагревать, когда температура воздействия падает до нуля, 32°F (0°C), поскольку аккумуляторы не следует заряжать при температуре ниже этой. Низкие рабочие температуры значительно уменьшат ток разряда и общую доступную энергию. Батареи быстро теряют свою емкость при температуре ниже 60°F (17°C). Чрезмерная температура также может представлять опасность. Аккумуляторы с полным зарядом не должны подвергаться воздействию температуры выше 95°F (35°C) и оптимально не превышать 68°F (20°C) до 77°F (25°C).

Например, в отдаленных районах страны оборудование для наблюдения используется в составе систем безопасности военных баз, складов или других удаленных рабочих мест. Литиевые батареи используются для резервного питания и должны быть надежными. Здания, в которых размещается оборудование, обычно не отапливаются; однако, чтобы быть готовыми к максимальной производительности, батареям требуется источник тепла.

Решение

BriskHeat предлагает несколько продуктов для обогрева, которые отвечают требованиям по поддержанию тепла аккумуляторов для описанных приложений. Простые и легкие в использовании, они могут быть «подключи и работай» для сопряжения с регуляторами температуры и встроенными вилками.

Нагревательные одеяла из силиконовой резины доступны в различных стилях: от тонкой серии SRW Economy до версий Custom Cut со встроенной изоляционной пеной или без нее. Доступны одеяла, которые могут включать встроенные термостаты. Одеяла SRW имеют низкий профиль и могут быть сконструированы таким образом, чтобы помещаться в аккумуляторные отсеки.

Нагреватели из алюминиевой фольги обычно являются более экономичным решением для этих приложений. Они изготавливаются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать практически любой форме и могут включать сложные вырезы.