Bộ phận làm nóng điện-một đầu dành cho ngành năng lượng mới: giải pháp cách nhiệt cho cọc sạc và làm nóng pin

Trong ngành năng lượng mới, các bộ phận làm nóng-một đầu chủ yếu được sử dụng trong hai trường hợp chính: làm nóng-ở nhiệt độ thấp của pin điện và cách nhiệt ngoài trời của cọc sạc. Những tình huống này đặt ra yêu cầu cực kỳ cao về khả năng chịu nhiệt độ-thấp, khả năng chống thấm, chống ẩm, an toàn và ổn định của bộ phận làm nóng, đòi hỏi phải lựa chọn, đi dây và bảo trì có mục tiêu dựa trên các điều kiện vận hành cụ thể. Sau đây là những giải pháp phù hợp:

(I) Làm nóng pin nguồn: Thích ứng với các yêu cầu về-khởi động ở nhiệt độ-thấp và nhiệt độ không đổi

Trong môi trường dưới -20 độ , pin nguồn sẽ bị giảm dung lượng, hiệu suất sạc giảm mạnh và thậm chí giảm tuổi thọ. Các bộ phận làm nóng một đầu phải đạt được khả năng làm nóng nhanh và kiểm soát nhiệt độ chính xác, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về chống thấm, cách nhiệt và chống sốc.

1. Các điểm lựa chọn chính:
① Khả năng tương thích vật liệu: Ưu tiên ống hợp kim nhiệt độ cao-Incoloy 800, có khả năng chịu nhiệt độ Lớn hơn hoặc bằng 600 độ, phù hợp với nhiệt độ làm nóng cao nhất của pin (thường là 50-80 độ) và có khả năng chống oxy hóa tuyệt vời; dây đốt nóng phải được làm bằng hợp kim crom Cr20Ni80 niken- để đảm bảo sưởi ấm ổn định. ② Thiết kế kết cấu: Sử dụng ống có đường kính-nhỏ (φ6-φ10mm) và thiết kế vùng sưởi ấm mật độ cao, vừa khít trong không gian hạn chế của bộ pin; thân ống trải qua quá trình xử lý thụ động chống ăn mòn để tránh ăn mòn khi tiếp xúc với chất điện phân của pin.
③ Chỉ báo an toàn: Điện trở cách điện Lớn hơn hoặc bằng 5MΩ (megohmmeter 500V), định mức chống nước IP67 trở lên, có chức năng bảo vệ-quá nhiệt độ (công tắc điều khiển nhiệt độ-tích hợp, tự động tắt nguồn- ở 85 độ ).

2. Phương pháp nối dây: Sử dụng dây song song, với nhiều ống sưởi được phân bổ đều ở phía dưới hoặc bên cạnh của bộ pin. Một đầu được kết nối với nguồn điện áp thấp{2}}của pin điện (220V hoặc 12V/24V, phù hợp với điện áp định mức của ống sưởi) và đầu còn lại được kết nối với dây trung tính. Dây nối đất được kết nối chắc chắn với vỏ kim loại của bộ pin.
Ưu điểm: Sự cố ống đơn không ảnh hưởng đến hiệu ứng làm nóng tổng thể; có thể đạt được kiểm soát nhiệt độ chính xác theo vùng thông qua bộ điều khiển nhiệt độ, thích ứng với nhu cầu sưởi ấm của các khu vực khác nhau của pin; tổng công suất có thể được điều chỉnh linh hoạt để đáp ứng việc chuyển đổi nguồn điện giữa gia nhiệt nhanh (giai đoạn khởi động) và nhiệt độ không đổi (giai đoạn vận hành).

3. Các biện pháp phòng ngừa chính: ① Tránh quá nhiệt cục bộ: Duy trì khoảng cách 5-10 mm giữa bộ phận làm nóng và pin hoặc lắp một miếng silicon dẫn nhiệt để đảm bảo dẫn nhiệt đều. ② Bảo vệ độ ẩm: Độ ẩm bên trong bộ pin cao; do đó, hãy sử dụng các bộ phận làm nóng có phớt hàn hồ quang argon, dây sợi thủy tinh chịu nước và chịu nhiệt độ cao cho dây dẫn và lắp đặt hộp nối chống nước tại các điểm kết nối. ③ Kiểm soát liên kết: Liên kết với Hệ thống quản lý pin (BMS) để theo dõi nhiệt độ pin theo thời gian thực. Tự động cắt điện khi nhiệt độ đạt 10-15 độ để tránh quá nhiệt.

(II) Cách nhiệt cọc sạc: Ứng phó với nhiệt độ thấp và môi trường mưa/tuyết

Các cột sạc ngoài trời dễ gặp phải các vấn đề như đầu sạc bị đóng băng, hỏng bộ phận bên trong và tiếp xúc kém ở bề mặt sạc ở nhiệt độ-thấp (dưới -30 độ ), mưa, tuyết và môi trường bụi bặm. Các bộ phận làm nóng một đầu-cần đạt được khả năng cách nhiệt liên tục ở mức điện năng thấp-đồng thời sở hữu khả năng chống thấm nước và chống lão hóa mạnh mẽ.

1. Các điểm lựa chọn chính:
① Chất liệu và công suất: Sử dụng ống thép không gỉ 316L, có khả năng chống mưa, tuyết và ăn mòn. Lựa chọn nguồn điện ưu tiên mức tiêu thụ điện năng thấp và bảo toàn nhiệt, với-công suất ống đơn từ 50-200W và tổng công suất (thường là 300-800W) phù hợp với kích thước cọc sạc.
② Thiết kế chịu được thời tiết: Bề mặt ống được phun cát để tăng cường khả năng chống lão hóa; dây dẫn được làm bằng dây sợi thủy tinh-chịu nhiệt độ thấp (-40 độ ) để ngăn ngừa tình trạng đứt gãy ở nhiệt độ thấp.
③ Bảo vệ an toàn: Xếp hạng chống nước IP68, với khả năng bảo vệ kép chống rò rỉ và cháy khô, thích hợp với môi trường ngoài trời ẩm ướt.

2. Phương pháp đấu dây: Cọc sạc nhỏ (súng đơn) sử dụng một ống đơn hoặc hai ống song song; các cọc sạc lớn (nhiều{1}}súng) sử dụng kết nối song song theo vùng, trong đó mỗi khu vực súng sạc được trang bị độc lập một bộ bộ phận làm nóng, tất cả đều được điều khiển bởi hệ thống điều khiển chính của cọc sạc. Nếu sử dụng nguồn điện ba pha 380V{4}}, bạn có thể sử dụng cấu hình song song-sao được kết nối để đảm bảo cân bằng tải ba pha-và cải thiện độ ổn định của nguồn điện.

3. Những lưu ý chính: ① Vị trí lắp đặt: Bộ phận làm nóng phải được lắp bên trong đầu súng sạc và dưới đáy hộp điều khiển chính của cọc sạc, tránh tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận kim loại của giao diện sạc để tránh đoản mạch. ② Kiểm soát mức tiêu thụ điện năng: Cần liên kết với hệ thống kiểm soát nhiệt độ của cọc sạc. Khi nhiệt độ dưới 5 độ nên kích hoạt bảo quản nhiệt; khi trên 15 độ thì nên cắt điện. Kết hợp với bộ hẹn giờ nên hoạt động không liên tục để giảm tiêu hao năng lượng. ③ Bảo trì thường xuyên: Kiểm tra hiệu suất cách điện và các đầu nối dây của bộ phận làm nóng hàng quý. Sau khi mưa hoặc tuyết, phải làm sạch bề mặt của bộ phận kịp thời để loại bỏ tuyết và bụi, chống ăn mòn và tản nhiệt kém.

(III) Ngành-Yêu cầu cụ thể: Tuân thủ và tương thích

Ngành năng lượng mới có các yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt đối với các bộ phận làm nóng, yêu cầu chúng phải tuân thủ các tiêu chuẩn như GB/T 30038-2013 "Giao diện sạc xe điện" và GB/T 18487.1-2023 "Hệ thống sạc dẫn điện cho xe điện Phần 1: Yêu cầu chung". Đồng thời phải tương thích với hệ thống điều khiển cột sạc và bộ pin, hỗ trợ giao tiếp CAN bus để đạt được phản hồi dữ liệu nhiệt độ theo thời gian thực và điều khiển thông minh, đảm bảo an toàn và tin cậy cho toàn bộ phương tiện hoặc thiết bị sạc.