Termistoarele NTC și alți senzori de temperatură (de exemplu, termocupluri, RTD-uri, senzori digitali etc.) joacă un rol cheie în sistemul de management termic al unui vehicul electric și sunt utilizați în principal pentru monitorizarea și controlul temperaturii în timp real, pentru a asigura funcționarea eficientă și sigură a vehiculului. Următoarele sunt principalele lor scenarii de aplicare și roluri.
1. Managementul termic al bateriilor de putere
- Scenariu de aplicațieMonitorizarea și echilibrarea temperaturii în cadrul pachetelor de baterii.
- Funcții:
- Termistoare NTCDatorită costului redus și dimensiunilor compacte, NTC-urile sunt adesea implementate în mai multe puncte critice din modulele bateriei (de exemplu, între celule, lângă canalele de răcire) pentru a monitoriza temperaturile localizate în timp real, prevenind supraîncălzirea cauzată de supraîncărcare/descărcare sau degradarea performanței la temperaturi scăzute.
- Alți senzoriÎn anumite scenarii, termorezistențe de înaltă precizie sau senzori digitali (de exemplu, DS18B20) sunt utilizați pentru a monitoriza distribuția generală a temperaturii bateriei, asistând BMS (Sistemul de gestionare a bateriei) în optimizarea strategiilor de încărcare/descărcare.
- Protecție de siguranțăDeclanșează sistemele de răcire (răcire cu lichid/aer) sau reduce puterea de încărcare în timpul temperaturilor anormale (de exemplu, în perioadele precursoare ale fugii de căldură) pentru a atenua riscurile de incendiu.
2. Răcirea motorului și a electronicii de putere
- Scenariu de aplicațieMonitorizarea temperaturii înfășurărilor motorului, invertoarelor și convertoarelor CC-CC.
- Funcții:
- Termistoare NTCÎncorporat în statoarele motoarelor sau în modulele electronice de putere pentru a răspunde rapid la schimbările de temperatură, evitând pierderile de eficiență sau defecțiunile izolației din cauza supraîncălzirii.
- Senzori de temperatură înaltăRegiunile cu temperaturi ridicate (de exemplu, în apropierea dispozitivelor de alimentare cu carbură de siliciu) pot utiliza termocupluri robuste (de exemplu, tip K) pentru fiabilitate în condiții extreme.
- Control dinamicAjustează debitul lichidului de răcire sau viteza ventilatorului în funcție de feedback-ul temperaturii pentru a echilibra eficiența răcirii și consumul de energie.
3. Managementul termic al sistemului de încărcare
- Scenariu de aplicațieMonitorizarea temperaturii în timpul încărcării rapide a bateriilor și a interfețelor de încărcare.
- Funcții:
- Monitorizarea portului de încărcareTermistoarele NTC detectează temperatura la punctele de contact ale mufelor de încărcare pentru a preveni supraîncălzirea cauzată de rezistența excesivă de contact.
- Coordonarea temperaturii baterieiStațiile de încărcare comunică cu BMS-ul vehiculului pentru a ajusta dinamic curentul de încărcare (de exemplu, preîncălzirea în condiții de frig sau limitarea curentului în timpul temperaturilor ridicate).
4. Sisteme HVAC cu pompă de căldură și climatizare în cabină
- Scenariu de aplicațieCicluri de refrigerare/încălzire în sistemele cu pompe de căldură și reglarea temperaturii în cabină.
- Funcții:
- Termistoare NTCMonitorizați temperaturile evaporatoarelor, condensatoarelor și mediilor ambientale pentru a optimiza coeficientul de performanță (COP) al pompei de căldură.
- Senzori hibrizi presiune-temperaturăUnele sisteme integrează senzori de presiune pentru a regla indirect debitul de agent frigorific și puterea compresorului.
- Confortul ocupanțilorPermite controlul zonelor de temperatură prin feedback multipunct, reducând consumul de energie.
5. Alte sisteme critice
- Încărcător integrat (OBC)Monitorizează temperatura componentelor de alimentare pentru a preveni deteriorarea prin supraîncărcare.
- Reductoare și transmisiiMonitorizează temperatura lubrifiantului pentru a asigura eficiența.
- Sisteme de pile de combustie(de exemplu, în vehiculele pe bază de hidrogen): Controlează temperatura stivei de pile de combustie pentru a evita uscarea membranei sau condensarea.
NTC vs. alți senzori: avantaje și limitări
| Tip senzor | Avantaje | Limitări | Aplicații tipice |
|---|---|---|---|
| Termistoare NTC | Cost redus, răspuns rapid, dimensiuni compacte | Ieșire neliniară, necesită calibrare, interval de temperatură limitat | Module de baterie, înfășurări ale motorului, porturi de încărcare |
| RTD-uri (Platină) | Precizie ridicată, liniaritate, stabilitate pe termen lung | Cost mai mare, răspuns mai lent | Monitorizare de înaltă precizie a bateriei |
| Termocuple | Toleranță la temperaturi ridicate (până la 1000°C+), design simplu | Necesită compensare a joncțiunii reci, semnal slab | Zone de temperatură înaltă în electronica de putere |
| Senzori digitali | Ieșire digitală directă, imunitate la zgomot | Cost mai mare, lățime de bandă limitată | Monitorizare distribuită (de exemplu, cabină) |
Tendințe viitoare
- Integrare inteligentăSenzori integrați cu BMS și controlere de domeniu pentru management termic predictiv.
- Fuziune multi-parametricăCombină datele de temperatură, presiune și umiditate pentru a optimiza eficiența energetică.
- Materiale avansateSenzori NTC cu peliculă subțire, senzori cu fibră optică pentru rezistență îmbunătățită la temperaturi ridicate și imunitate EMI.
Rezumat
Termistoarele NTC sunt utilizate pe scară largă în managementul termic al vehiculelor electrice pentru monitorizarea temperaturii în mai multe puncte, datorită rentabilității și răspunsului rapid. Alți senzori îi completează în scenarii de înaltă precizie sau în medii extreme. Sinergia lor asigură siguranța bateriei, eficiența motorului, confortul cabinei și o durată de viață extinsă a componentelor, formând o bază esențială pentru funcționarea fiabilă a vehiculelor electrice.
Data publicării: 06 martie 2025