Mọi bộ pin lithium-ion trong xe điện thương mại đều hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ thoải mái hẹp. Dưới 0 độ C, khả năng chấp nhận sạc giảm 30-40% và điện trở trong tăng đột biến. Trên 45 độ C, lớp SEI (solid-electrolyte interphase) bị suy giảm, làm tăng tốc độ suy giảm dung lượng. Theo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nguồn Năng lượng (Journal of Power Sources), mỗi 10 độ C tăng trên 35 độ C có thể làm giảm tuổi thọ chu kỳ khoảng 50% (J. Power Sources, tập 412, 2019, trang 146-154).
Hệ thống Quản lý Nhiệt Pin (BTMS) là giải pháp kỹ thuật nhằm duy trì nhiệt độ pin trong phạm vi này dưới các điều kiện vận hành thực tế - từ mùa đông phương Bắc -30 độ C đến địa điểm khai thác +50 độ C dưới nắng gắt.
Bài viết này đề cập đến nguyên lý hoạt động, các thành phần cốt lõi và kinh nghiệm triển khai thực tế với dòng BTMS làm mát bằng nước 5kW-16kW của Newbase, đã được triển khai trên hơn 200 xe tải nặng điện, hơn 80 xe buýt đô thị và hơn 40 tủ lưu trữ năng lượng tại Trung Quốc, Đông Nam Á và Châu Âu kể từ năm 2023.
Dòng BTMS của Newbase cũng đã được thử nghiệm tuân thủ các yêu cầu thị trường Bắc Mỹ và Úc, bao gồm phun muối (ASTM B117, 720 giờ), hoạt động trong môi trường độ ẩm cao (95% RH, 500 giờ) và các chu kỳ tiền xử lý khí hậu lạnh Bắc Âu xuống -35 độ C, như chi tiết trong các phần tuân thủ khu vực dưới đây.
Hệ thống Quản lý Nhiệt Pin điều chỉnh chủ động nhiệt độ bộ pin bằng cách sử dụng mạch chất làm mát lỏng và chu trình làm lạnh bằng ga nén hơi.
Không giống như xe điện chở khách, xe thương mại đối mặt với ba thách thức nhiệt độc đáo:
BTMS giải quyết cả ba vấn đề này thông qua ba chức năng:
Đối với một nhà sản xuất xe tải khai thác châu Âu, chúng tôi đã tùy chỉnh giao tiếp CAN của bộ 16 kW từ J1939 sang CANopen, điều chỉnh điểm đặt công suất làm mát từ 16 kW lên 14 kW (để phù hợp với pin 450 kWh của họ) và thêm một vòng lặp chất làm mát thứ cấp để làm mát động cơ. Chu kỳ Kỹ thuật theo Đơn hàng (ETO) là 9 tuần từ khi ký duyệt thông số kỹ thuật đến khi giao mẫu. Trong quá trình triển khai mùa đông năm 2024 của BTMS Newbase 12kW trên một đội xe gồm 30 xe tải nặng điện tại Tân Cương, Trung Quốc, nhiệt độ môi trường xuống tới -28 độ C lúc 6 giờ sáng. Bộ sưởi PTC của hệ thống (công suất 12 kW) đã làm tăng nhiệt độ chất làm mát từ -28 độ C lên +25 độ C trong 14 phút, cho phép bộ pin 423 kWh chấp nhận sạc 180 kW mà không bị mạ lithium. Nếu không có hệ thống sưởi BTMS, bộ pin tương tự sẽ cần 90 phút tự sưởi bằng điện trở, tiêu thụ 18 kWh năng lượng lưu trữ trước khi có thể bắt đầu sạc.
Lưu ý về Thích ứng với Khí hậu Bắc Âu: Trong một thử nghiệm xác nhận khí hậu lạnh riêng biệt mô phỏng điều kiện mùa đông Na Uy (nhiệt độ môi trường -35 độ C, chất làm mát 50% ethylene glycol), bộ sưởi PTC 12 kW đã đạt được mức tăng nhiệt độ từ -35 độ C lên +20 độ C trong 18 phút - nằm trong cửa sổ tiền xử lý 20 phút theo yêu cầu của nhiều nhà sản xuất xe buýt châu Âu. Độ nhớt của chất làm mát ở -35 độ C vẫn nằm trong phạm vi hoạt động của bơm, được xác nhận bằng thử nghiệm đường cong bơm tại phòng thí nghiệm nhiệt độ thấp của Newbase.
Nguyên lý hoạt động tuân theo chu trình làm lạnh bằng ga nén hơi bốn giai đoạn, được điều chỉnh cho nhiệm vụ cấp xe:
Giai đoạn 1 - Nén
Máy nén (loại cuộn xoắn trong các bộ phận của Newbase) hút hơi ga lạnh áp suất thấp (R134a, 350-500 g tùy thuộc vào mẫu) và nén nó thành trạng thái áp suất cao, nhiệt độ cao. Máy nén được dẫn động bởi bus DC cao áp của xe (400-750 VDC cho các mẫu 8-16 kW, 220-350 VDC cho mẫu 5 kW).
Giai đoạn 2 - Ngưng tụ
Hơi ga lạnh áp suất cao đi vào bộ ngưng tụ, nơi không khí cưỡng bức từ quạt tích hợp loại bỏ nhiệt. Ga lạnh ngưng tụ thành chất lỏng áp suất cao. Trong các bộ phận Newbase 12 kW và 16 kW, bộ ngưng tụ được thiết kế với diện tích mặt trước lớn hơn 25% so với tiêu chuẩn ngành để duy trì khả năng tản nhiệt ở nhiệt độ môi trường 50 độ C.
Giai đoạn 3 - Giãn nở
Chất lỏng ga lạnh đi qua van giãn nở, nơi sự giảm áp suất đột ngột gây ra hiện tượng làm lạnh nhanh. Các bộ phận 8-16 kW sử dụng van giãn nở điện tử (EEV) để kiểm soát lưu lượng chính xác, so với van tiết lưu cố định (TXV) được tìm thấy trong các hệ thống đơn giản hơn.
Giai đoạn 4 - Bay hơi
Ga lạnh đi vào bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, nơi nó hấp thụ nhiệt từ chất làm mát trở về (dung dịch 50/50 ethylene glycol/nước). Ga lạnh hóa hơi và quay trở lại máy nén để lặp lại chu trình.
Từ phía chất làm mát, một bơm điện (đầu bơm 20 m / lưu lượng 2000 L/h ở bộ 8 kW, 17,5 m / 2880 L/h ở bộ 10 kW, và >=5 L/phút ở 180 kPa ở các bộ 12 kW/16 kW) lưu thông chất làm mát qua các tấm làm mát của bộ pin.
Lưu ý thực tế: Trong quá trình vận hành thử nghiệm bộ 10 kW trên xe buýt điện dài 40 feet ở Bangkok, chúng tôi nhận thấy đầu bơm 17,5 m đủ để khắc phục sụt áp của 12 tấm làm mát nối tiếp (tổng chiều dài vòng lặp: 18 m). Tuy nhiên, khi cùng bộ này sau đó được lắp đặt trên xe buýt khớp nối dài 60 feet với 18 tấm làm mát, chúng tôi phải nâng cấp lên bơm của bộ 12 kW (>=5 L/phút ở 180 kPa) để duy trì lưu lượng đầy đủ. Luôn xác minh đường cong bơm với sụt áp hệ thống - sự không khớp là lỗi vận hành thử nghiệm phổ biến nhất mà chúng tôi thấy trong thực tế.
Tính năng thiết kế độc quyền: Bộ điều khiển BTMS của Newbase sử dụng thuật toán PID thích ứng học phản ứng nhiệt của bộ pin cụ thể trong 10 chu kỳ hoạt động đầu tiên. Điều này làm giảm độ vọt lố nhiệt độ mục tiêu từ 3,5 độ C (PID có độ lợi cố định) xuống 1,2 độ C, cải thiện COP trung bình 8% - một tính năng đã được xác nhận trong các thử nghiệm chu kỳ nội bộ trên 50 cấu hình bộ pin.
Chống phun muối & ăn mòn: Đối với các ứng dụng ven biển và ngoài khơi (thiết bị cảng, tàu biển, ESS trang trại gió ven biển), Newbase cung cấp lớp phủ bảo vệ tùy chọn cho tất cả các cụm PCBA (tuân thủ IPC-CC-830) và các phụ kiện chất làm mát bằng thép không gỉ (304L) như một nâng cấp chống ăn mòn. Bộ phận tiêu chuẩn đã vượt qua thử nghiệm phun muối 720 giờ theo ASTM B117 mà không bị suy giảm chức năng (báo cáo thử nghiệm số CTI-COR-2024-089). Điều này đặc biệt liên quan đến các nhà khai thác cảng Đông Nam Á và các hoạt động khai thác ven biển Úc, nơi nồng độ muối trong không khí vượt quá 50 ug/m3.
| Tham số | Bộ 5 kW | Bộ 8 kW | Bộ 10 kW | Bộ 12 kW | Bộ 16 kW |
|---|---|---|---|---|---|
| Công suất làm mát (kW) | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 |
| COP | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 |
| Lưu lượng chất làm mát | >=80 L/phút | 2000 L/h (đầu bơm 20 m) | 2880 L/h (đầu bơm 17,5 m) | >=5 L/phút @ 180 kPa | >=5 L/phút @ 180 kPa |
| Độ ồn | <=75 dB(A) | <=75 dB(A) | <=75 dB(A) | <=80 dB(A) | <=75 dB(A) |
| Phạm vi nhiệt độ hoạt động | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +60 độ C | -30 độ C đến +60 độ C |
| Đầu vào HV | 220-350 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC |
| Trọng lượng | >=80 kg | 50+/-2 kg | >=8 kg | >=5 kg | >=10 kg |
| Kích thước (DxRxC mm) | Nhỏ gọn | 820x575x285 | 960x603x291 | 1158x604x355 | 1155x604x450 |
| Chất làm lạnh | R134a (350+/-5 g) | R134a | R134a | R134a (600+/-5 g) | R134a |
| Bộ sưởi PTC (Tùy chọn) | 6-14 kW | Có sẵn | 24 kW | 12 kW | 12 kW |
| Xếp hạng IP (Điện/Bộ phận) | -- | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 |
Ghi chú nguồn ngành: Chỉ số COP >=2.5 được đo theo điều kiện thử nghiệm ARI 210/240. Thử nghiệm độc lập bởi Trung tâm Giám sát và Kiểm tra Chất lượng Thiết bị Làm lạnh Quốc gia Trung Quốc (2024) đã xác nhận các bộ phận của Newbase đạt COP từ 2,65-2,85 trong phạm vi 5-16 kW trong điều kiện tiêu chuẩn.
Mọi bộ phận BTMS của Newbase đều trải qua các thử nghiệm chứng nhận và tuân thủ sau:
Bắc Mỹ (Hoa Kỳ & Canada):
Liên minh Châu Âu:
Úc (Khai thác & Xe địa hình):
Bộ kiểm tra đầy đủ cho mỗi bộ phận (từ hướng dẫn sản phẩm):
Trường hợp 1 - Đội xe tải nặng điện, Nội Mông (2024)
Một đội gồm 50 xe tải nặng điện (pin LFP 423 kWh, khung gầm 6x4) hoạt động tại một mỏ than lộ thiên yêu cầu làm mát BTMS trong các chu kỳ vận chuyển tải 2 giờ ở nhiệt độ môi trường mùa hè 40 độ C. Bộ phận Newbase 12 kW đã được lựa chọn sau khi mô phỏng nhiệt cho thấy công suất sinh nhiệt đỉnh là 18 kW trong quá trình tăng tốc tối đa.
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén. Nhiệt độ cell tối đa 38,2 độ C (nhiệt độ môi trường 42 độ C), chênh lệch nhiệt độ trên 24 mô-đun là 2,8 độ C. COP hệ thống 2,7 trong thời gian giám sát 8 tháng. Tính năng tự chẩn đoán lỗi đã phát hiện ổ bi quạt bộ ngưng tụ bị lỗi sau 2.100 giờ, cho phép thay thế chủ động trước khi hỏng.
Trường hợp 2 - Đội xe buýt đô thị, Trịnh Châu, Trung Quốc (2023-2024)
Một đội gồm 80 xe buýt đô thị điện (pin LFP 303 kWh, dài 12 mét) hoạt động trên 14 tuyến đường đô thị. Bộ phận 10 kW đã được lựa chọn vì kích thước nhỏ gọn (960x603x291 mm) và xếp hạng độ ồn <=80 dB(A).Kết quả:
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén.Trường hợp 3 - Tủ lưu trữ năng lượng, Trang trại điện mặt trời, Ninh Hạ (2024)
Một ESS dạng container 2 MWh (cell LFP, 20 giá đỡ 100 kWh) yêu cầu làm mát bằng chất lỏng để duy trì nhiệt độ cell dưới 40 độ C trong các chu kỳ sạc/xả 0,5C. Hai bộ BTMS Newbase 10 kW đã được tích hợp vào vòng lặp chất làm mát của ESS, mỗi bộ phục vụ 10 giá đỡ song song.
Kết quả:
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén.Khả năng tùy chỉnh OEM/ODM
Điện:
Đối với một nhà sản xuất xe tải khai thác châu Âu, chúng tôi đã tùy chỉnh giao tiếp CAN của bộ 16 kW từ J1939 sang CANopen, điều chỉnh điểm đặt công suất làm mát từ 16 kW lên 14 kW (để phù hợp với pin 450 kWh của họ) và thêm một vòng lặp chất làm mát thứ cấp để làm mát động cơ. Chu kỳ Kỹ thuật theo Đơn hàng (ETO) là 9 tuần từ khi ký duyệt thông số kỹ thuật đến khi giao mẫu.Đối với khách hàng Bắc Mỹ và Úc, Newbase cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh bổ sung:
An toàn & Tuân thủ:
Đối với khách hàng nhắm đến thị trường Bắc Mỹ, Châu Âu hoặc Úc, Newbase cung cấp các gói tài liệu tuân thủ bao gồm báo cáo thử nghiệm UL 2580, đánh giá rủi ro EU 2023/1230 và tuyên bố tuân thủ đi dây AS/NZS 3000. Liên hệ với nhóm tuân thủ của Newbase để được hỗ trợ chứng nhận theo khu vực cụ thể.
YÊU CẦU HƯỚNG DẪN SẢN PHẨM ĐẦY ĐỦ
info@newbasen.com hoặc sử dụng biểu mẫu liên hệ trên www.newbasecn.com để bắt đầu thảo luận.Liên hệ Bộ phận Kỹ thuật Newbase
HỎI ĐÁPA: BTMS chủ động sử dụng chu trình làm lạnh bằng máy nén để làm mát chất làm mát một cách chủ động. Hệ thống thụ động dựa vào không khí xung quanh hoặc vật liệu thay đổi pha. Tất cả các bộ phận làm mát bằng nước của Newbase đều là hệ thống chủ động, có khả năng làm mát và sưởi ấm (với bộ sưởi PTC tùy chọn).
Q2: Loại chất làm mát nào được sử dụng trong các bộ phận BTMS của Newbase
A: Hỗn hợp 50/50 ethylene glycol và nước khử ion. Điều này cung cấp khả năng chống đóng băng đến -37 độ C và ức chế ăn mòn. Các bộ phận 5 kW, 12 kW và 16 kW quy định dung dịch 50/50 ethylene glycol/nước trong hướng dẫn sản phẩm.
Q3: BTMS có thể làm mát và sưởi ấm pin không
A: Có. Làm mát là tiêu chuẩn thông qua chu trình ga nén hơi. Sưởi ấm là tùy chọn thông qua bộ sưởi lỏng PTC tích hợp (6-14 kW, tùy thuộc vào mẫu). Bộ phận 10 kW cung cấp bộ sưởi PTC tùy chọn cao nhất ở mức 24 kW.
Q4: Các bộ phận BTMS của Newbase có những chứng nhận nào
A: CE EMC Hạng III, IP67 (bộ phận điện) / IP27 (bộ phận lắp ráp) đã được SGS xác minh, và tuân thủ UN R100 và IEC 62660-2. Mỗi bộ phận trải qua 500 giờ chu kỳ nhiệt độ, kiểm tra rò rỉ và xác minh an toàn điện.
Q5: Thời gian giao hàng tiêu chuẩn cho một bộ BTMS tiêu chuẩn là bao lâu
A: Các cấu hình tiêu chuẩn (5-16 kW, không tùy chỉnh) được giao trong vòng 4-6 tuần kể từ khi xác nhận đơn hàng. Các bộ phận tùy chỉnh (OEM/ODM) yêu cầu 8-12 tuần tùy thuộc vào phạm vi sửa đổi.
Q6: BTMS của Newbase có đáp ứng các tiêu chuẩn Bắc Mỹ (UL/FMVSS) và Úc (AS/NZS) không
A: Có. BTMS của Newbase được thiết kế để tuân thủ UL 2580 (giới hạn nhiệt độ vỏ pin), FMVSS 305 (chứa điện phân và cách điện) và AS/NZS 3000 (quy tắc đi dây cho lắp đặt ESS). Các gói tài liệu tuân thủ có sẵn theo yêu cầu. Lớp phủ bảo vệ tùy chọn và phụ kiện thép không gỉ đáp ứng yêu cầu thử nghiệm phun muối 720 giờ ASTM B117 cho các ứng dụng ven biển và hàng hải.
Mọi bộ pin lithium-ion trong xe điện thương mại đều hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ thoải mái hẹp. Dưới 0 độ C, khả năng chấp nhận sạc giảm 30-40% và điện trở trong tăng đột biến. Trên 45 độ C, lớp SEI (solid-electrolyte interphase) bị suy giảm, làm tăng tốc độ suy giảm dung lượng. Theo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nguồn Năng lượng (Journal of Power Sources), mỗi 10 độ C tăng trên 35 độ C có thể làm giảm tuổi thọ chu kỳ khoảng 50% (J. Power Sources, tập 412, 2019, trang 146-154).
Hệ thống Quản lý Nhiệt Pin (BTMS) là giải pháp kỹ thuật nhằm duy trì nhiệt độ pin trong phạm vi này dưới các điều kiện vận hành thực tế - từ mùa đông phương Bắc -30 độ C đến địa điểm khai thác +50 độ C dưới nắng gắt.
Bài viết này đề cập đến nguyên lý hoạt động, các thành phần cốt lõi và kinh nghiệm triển khai thực tế với dòng BTMS làm mát bằng nước 5kW-16kW của Newbase, đã được triển khai trên hơn 200 xe tải nặng điện, hơn 80 xe buýt đô thị và hơn 40 tủ lưu trữ năng lượng tại Trung Quốc, Đông Nam Á và Châu Âu kể từ năm 2023.
Dòng BTMS của Newbase cũng đã được thử nghiệm tuân thủ các yêu cầu thị trường Bắc Mỹ và Úc, bao gồm phun muối (ASTM B117, 720 giờ), hoạt động trong môi trường độ ẩm cao (95% RH, 500 giờ) và các chu kỳ tiền xử lý khí hậu lạnh Bắc Âu xuống -35 độ C, như chi tiết trong các phần tuân thủ khu vực dưới đây.
Hệ thống Quản lý Nhiệt Pin điều chỉnh chủ động nhiệt độ bộ pin bằng cách sử dụng mạch chất làm mát lỏng và chu trình làm lạnh bằng ga nén hơi.
Không giống như xe điện chở khách, xe thương mại đối mặt với ba thách thức nhiệt độc đáo:
BTMS giải quyết cả ba vấn đề này thông qua ba chức năng:
Đối với một nhà sản xuất xe tải khai thác châu Âu, chúng tôi đã tùy chỉnh giao tiếp CAN của bộ 16 kW từ J1939 sang CANopen, điều chỉnh điểm đặt công suất làm mát từ 16 kW lên 14 kW (để phù hợp với pin 450 kWh của họ) và thêm một vòng lặp chất làm mát thứ cấp để làm mát động cơ. Chu kỳ Kỹ thuật theo Đơn hàng (ETO) là 9 tuần từ khi ký duyệt thông số kỹ thuật đến khi giao mẫu. Trong quá trình triển khai mùa đông năm 2024 của BTMS Newbase 12kW trên một đội xe gồm 30 xe tải nặng điện tại Tân Cương, Trung Quốc, nhiệt độ môi trường xuống tới -28 độ C lúc 6 giờ sáng. Bộ sưởi PTC của hệ thống (công suất 12 kW) đã làm tăng nhiệt độ chất làm mát từ -28 độ C lên +25 độ C trong 14 phút, cho phép bộ pin 423 kWh chấp nhận sạc 180 kW mà không bị mạ lithium. Nếu không có hệ thống sưởi BTMS, bộ pin tương tự sẽ cần 90 phút tự sưởi bằng điện trở, tiêu thụ 18 kWh năng lượng lưu trữ trước khi có thể bắt đầu sạc.
Lưu ý về Thích ứng với Khí hậu Bắc Âu: Trong một thử nghiệm xác nhận khí hậu lạnh riêng biệt mô phỏng điều kiện mùa đông Na Uy (nhiệt độ môi trường -35 độ C, chất làm mát 50% ethylene glycol), bộ sưởi PTC 12 kW đã đạt được mức tăng nhiệt độ từ -35 độ C lên +20 độ C trong 18 phút - nằm trong cửa sổ tiền xử lý 20 phút theo yêu cầu của nhiều nhà sản xuất xe buýt châu Âu. Độ nhớt của chất làm mát ở -35 độ C vẫn nằm trong phạm vi hoạt động của bơm, được xác nhận bằng thử nghiệm đường cong bơm tại phòng thí nghiệm nhiệt độ thấp của Newbase.
Nguyên lý hoạt động tuân theo chu trình làm lạnh bằng ga nén hơi bốn giai đoạn, được điều chỉnh cho nhiệm vụ cấp xe:
Giai đoạn 1 - Nén
Máy nén (loại cuộn xoắn trong các bộ phận của Newbase) hút hơi ga lạnh áp suất thấp (R134a, 350-500 g tùy thuộc vào mẫu) và nén nó thành trạng thái áp suất cao, nhiệt độ cao. Máy nén được dẫn động bởi bus DC cao áp của xe (400-750 VDC cho các mẫu 8-16 kW, 220-350 VDC cho mẫu 5 kW).
Giai đoạn 2 - Ngưng tụ
Hơi ga lạnh áp suất cao đi vào bộ ngưng tụ, nơi không khí cưỡng bức từ quạt tích hợp loại bỏ nhiệt. Ga lạnh ngưng tụ thành chất lỏng áp suất cao. Trong các bộ phận Newbase 12 kW và 16 kW, bộ ngưng tụ được thiết kế với diện tích mặt trước lớn hơn 25% so với tiêu chuẩn ngành để duy trì khả năng tản nhiệt ở nhiệt độ môi trường 50 độ C.
Giai đoạn 3 - Giãn nở
Chất lỏng ga lạnh đi qua van giãn nở, nơi sự giảm áp suất đột ngột gây ra hiện tượng làm lạnh nhanh. Các bộ phận 8-16 kW sử dụng van giãn nở điện tử (EEV) để kiểm soát lưu lượng chính xác, so với van tiết lưu cố định (TXV) được tìm thấy trong các hệ thống đơn giản hơn.
Giai đoạn 4 - Bay hơi
Ga lạnh đi vào bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, nơi nó hấp thụ nhiệt từ chất làm mát trở về (dung dịch 50/50 ethylene glycol/nước). Ga lạnh hóa hơi và quay trở lại máy nén để lặp lại chu trình.
Từ phía chất làm mát, một bơm điện (đầu bơm 20 m / lưu lượng 2000 L/h ở bộ 8 kW, 17,5 m / 2880 L/h ở bộ 10 kW, và >=5 L/phút ở 180 kPa ở các bộ 12 kW/16 kW) lưu thông chất làm mát qua các tấm làm mát của bộ pin.
Lưu ý thực tế: Trong quá trình vận hành thử nghiệm bộ 10 kW trên xe buýt điện dài 40 feet ở Bangkok, chúng tôi nhận thấy đầu bơm 17,5 m đủ để khắc phục sụt áp của 12 tấm làm mát nối tiếp (tổng chiều dài vòng lặp: 18 m). Tuy nhiên, khi cùng bộ này sau đó được lắp đặt trên xe buýt khớp nối dài 60 feet với 18 tấm làm mát, chúng tôi phải nâng cấp lên bơm của bộ 12 kW (>=5 L/phút ở 180 kPa) để duy trì lưu lượng đầy đủ. Luôn xác minh đường cong bơm với sụt áp hệ thống - sự không khớp là lỗi vận hành thử nghiệm phổ biến nhất mà chúng tôi thấy trong thực tế.
Tính năng thiết kế độc quyền: Bộ điều khiển BTMS của Newbase sử dụng thuật toán PID thích ứng học phản ứng nhiệt của bộ pin cụ thể trong 10 chu kỳ hoạt động đầu tiên. Điều này làm giảm độ vọt lố nhiệt độ mục tiêu từ 3,5 độ C (PID có độ lợi cố định) xuống 1,2 độ C, cải thiện COP trung bình 8% - một tính năng đã được xác nhận trong các thử nghiệm chu kỳ nội bộ trên 50 cấu hình bộ pin.
Chống phun muối & ăn mòn: Đối với các ứng dụng ven biển và ngoài khơi (thiết bị cảng, tàu biển, ESS trang trại gió ven biển), Newbase cung cấp lớp phủ bảo vệ tùy chọn cho tất cả các cụm PCBA (tuân thủ IPC-CC-830) và các phụ kiện chất làm mát bằng thép không gỉ (304L) như một nâng cấp chống ăn mòn. Bộ phận tiêu chuẩn đã vượt qua thử nghiệm phun muối 720 giờ theo ASTM B117 mà không bị suy giảm chức năng (báo cáo thử nghiệm số CTI-COR-2024-089). Điều này đặc biệt liên quan đến các nhà khai thác cảng Đông Nam Á và các hoạt động khai thác ven biển Úc, nơi nồng độ muối trong không khí vượt quá 50 ug/m3.
| Tham số | Bộ 5 kW | Bộ 8 kW | Bộ 10 kW | Bộ 12 kW | Bộ 16 kW |
|---|---|---|---|---|---|
| Công suất làm mát (kW) | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 |
| COP | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 |
| Lưu lượng chất làm mát | >=80 L/phút | 2000 L/h (đầu bơm 20 m) | 2880 L/h (đầu bơm 17,5 m) | >=5 L/phút @ 180 kPa | >=5 L/phút @ 180 kPa |
| Độ ồn | <=75 dB(A) | <=75 dB(A) | <=75 dB(A) | <=80 dB(A) | <=75 dB(A) |
| Phạm vi nhiệt độ hoạt động | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +80 độ C | -30 độ C đến +60 độ C | -30 độ C đến +60 độ C |
| Đầu vào HV | 220-350 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC | 400-750 VDC |
| Trọng lượng | >=80 kg | 50+/-2 kg | >=8 kg | >=5 kg | >=10 kg |
| Kích thước (DxRxC mm) | Nhỏ gọn | 820x575x285 | 960x603x291 | 1158x604x355 | 1155x604x450 |
| Chất làm lạnh | R134a (350+/-5 g) | R134a | R134a | R134a (600+/-5 g) | R134a |
| Bộ sưởi PTC (Tùy chọn) | 6-14 kW | Có sẵn | 24 kW | 12 kW | 12 kW |
| Xếp hạng IP (Điện/Bộ phận) | -- | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 |
Ghi chú nguồn ngành: Chỉ số COP >=2.5 được đo theo điều kiện thử nghiệm ARI 210/240. Thử nghiệm độc lập bởi Trung tâm Giám sát và Kiểm tra Chất lượng Thiết bị Làm lạnh Quốc gia Trung Quốc (2024) đã xác nhận các bộ phận của Newbase đạt COP từ 2,65-2,85 trong phạm vi 5-16 kW trong điều kiện tiêu chuẩn.
Mọi bộ phận BTMS của Newbase đều trải qua các thử nghiệm chứng nhận và tuân thủ sau:
Bắc Mỹ (Hoa Kỳ & Canada):
Liên minh Châu Âu:
Úc (Khai thác & Xe địa hình):
Bộ kiểm tra đầy đủ cho mỗi bộ phận (từ hướng dẫn sản phẩm):
Trường hợp 1 - Đội xe tải nặng điện, Nội Mông (2024)
Một đội gồm 50 xe tải nặng điện (pin LFP 423 kWh, khung gầm 6x4) hoạt động tại một mỏ than lộ thiên yêu cầu làm mát BTMS trong các chu kỳ vận chuyển tải 2 giờ ở nhiệt độ môi trường mùa hè 40 độ C. Bộ phận Newbase 12 kW đã được lựa chọn sau khi mô phỏng nhiệt cho thấy công suất sinh nhiệt đỉnh là 18 kW trong quá trình tăng tốc tối đa.
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén. Nhiệt độ cell tối đa 38,2 độ C (nhiệt độ môi trường 42 độ C), chênh lệch nhiệt độ trên 24 mô-đun là 2,8 độ C. COP hệ thống 2,7 trong thời gian giám sát 8 tháng. Tính năng tự chẩn đoán lỗi đã phát hiện ổ bi quạt bộ ngưng tụ bị lỗi sau 2.100 giờ, cho phép thay thế chủ động trước khi hỏng.
Trường hợp 2 - Đội xe buýt đô thị, Trịnh Châu, Trung Quốc (2023-2024)
Một đội gồm 80 xe buýt đô thị điện (pin LFP 303 kWh, dài 12 mét) hoạt động trên 14 tuyến đường đô thị. Bộ phận 10 kW đã được lựa chọn vì kích thước nhỏ gọn (960x603x291 mm) và xếp hạng độ ồn <=80 dB(A).Kết quả:
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén.Trường hợp 3 - Tủ lưu trữ năng lượng, Trang trại điện mặt trời, Ninh Hạ (2024)
Một ESS dạng container 2 MWh (cell LFP, 20 giá đỡ 100 kWh) yêu cầu làm mát bằng chất lỏng để duy trì nhiệt độ cell dưới 40 độ C trong các chu kỳ sạc/xả 0,5C. Hai bộ BTMS Newbase 10 kW đã được tích hợp vào vòng lặp chất làm mát của ESS, mỗi bộ phục vụ 10 giá đỡ song song.
Kết quả:
Nhiệt độ cell được duy trì ở mức 33+/-1,5 độ C trên tất cả các giá đỡ trong quá trình sạc 0,5C trong 1 giờ. Tích hợp điện bốn trong một giúp giảm thời gian lắp đặt dây điện xuống 6 giờ cho mỗi bộ phận so với hệ thống thành phần rời rạc trước đó. Hệ thống đã tích lũy được 5.400 giờ hoạt động mà không bị rò rỉ chất làm lạnh hoặc lỗi máy nén.Khả năng tùy chỉnh OEM/ODM
Điện:
Đối với một nhà sản xuất xe tải khai thác châu Âu, chúng tôi đã tùy chỉnh giao tiếp CAN của bộ 16 kW từ J1939 sang CANopen, điều chỉnh điểm đặt công suất làm mát từ 16 kW lên 14 kW (để phù hợp với pin 450 kWh của họ) và thêm một vòng lặp chất làm mát thứ cấp để làm mát động cơ. Chu kỳ Kỹ thuật theo Đơn hàng (ETO) là 9 tuần từ khi ký duyệt thông số kỹ thuật đến khi giao mẫu.Đối với khách hàng Bắc Mỹ và Úc, Newbase cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh bổ sung:
An toàn & Tuân thủ:
Đối với khách hàng nhắm đến thị trường Bắc Mỹ, Châu Âu hoặc Úc, Newbase cung cấp các gói tài liệu tuân thủ bao gồm báo cáo thử nghiệm UL 2580, đánh giá rủi ro EU 2023/1230 và tuyên bố tuân thủ đi dây AS/NZS 3000. Liên hệ với nhóm tuân thủ của Newbase để được hỗ trợ chứng nhận theo khu vực cụ thể.
YÊU CẦU HƯỚNG DẪN SẢN PHẨM ĐẦY ĐỦ
info@newbasen.com hoặc sử dụng biểu mẫu liên hệ trên www.newbasecn.com để bắt đầu thảo luận.Liên hệ Bộ phận Kỹ thuật Newbase
HỎI ĐÁPA: BTMS chủ động sử dụng chu trình làm lạnh bằng máy nén để làm mát chất làm mát một cách chủ động. Hệ thống thụ động dựa vào không khí xung quanh hoặc vật liệu thay đổi pha. Tất cả các bộ phận làm mát bằng nước của Newbase đều là hệ thống chủ động, có khả năng làm mát và sưởi ấm (với bộ sưởi PTC tùy chọn).
Q2: Loại chất làm mát nào được sử dụng trong các bộ phận BTMS của Newbase
A: Hỗn hợp 50/50 ethylene glycol và nước khử ion. Điều này cung cấp khả năng chống đóng băng đến -37 độ C và ức chế ăn mòn. Các bộ phận 5 kW, 12 kW và 16 kW quy định dung dịch 50/50 ethylene glycol/nước trong hướng dẫn sản phẩm.
Q3: BTMS có thể làm mát và sưởi ấm pin không
A: Có. Làm mát là tiêu chuẩn thông qua chu trình ga nén hơi. Sưởi ấm là tùy chọn thông qua bộ sưởi lỏng PTC tích hợp (6-14 kW, tùy thuộc vào mẫu). Bộ phận 10 kW cung cấp bộ sưởi PTC tùy chọn cao nhất ở mức 24 kW.
Q4: Các bộ phận BTMS của Newbase có những chứng nhận nào
A: CE EMC Hạng III, IP67 (bộ phận điện) / IP27 (bộ phận lắp ráp) đã được SGS xác minh, và tuân thủ UN R100 và IEC 62660-2. Mỗi bộ phận trải qua 500 giờ chu kỳ nhiệt độ, kiểm tra rò rỉ và xác minh an toàn điện.
Q5: Thời gian giao hàng tiêu chuẩn cho một bộ BTMS tiêu chuẩn là bao lâu
A: Các cấu hình tiêu chuẩn (5-16 kW, không tùy chỉnh) được giao trong vòng 4-6 tuần kể từ khi xác nhận đơn hàng. Các bộ phận tùy chỉnh (OEM/ODM) yêu cầu 8-12 tuần tùy thuộc vào phạm vi sửa đổi.
Q6: BTMS của Newbase có đáp ứng các tiêu chuẩn Bắc Mỹ (UL/FMVSS) và Úc (AS/NZS) không
A: Có. BTMS của Newbase được thiết kế để tuân thủ UL 2580 (giới hạn nhiệt độ vỏ pin), FMVSS 305 (chứa điện phân và cách điện) và AS/NZS 3000 (quy tắc đi dây cho lắp đặt ESS). Các gói tài liệu tuân thủ có sẵn theo yêu cầu. Lớp phủ bảo vệ tùy chọn và phụ kiện thép không gỉ đáp ứng yêu cầu thử nghiệm phun muối 720 giờ ASTM B117 cho các ứng dụng ven biển và hàng hải.
