NTC-термисторы и другие датчики температуры (например, термопары, резистивные датчики температуры, цифровые датчики и т. д.) играют ключевую роль в системе терморегулирования электромобиля и в основном используются для мониторинга и контроля температуры в режиме реального времени, обеспечивая эффективную и безопасную эксплуатацию транспортного средства. Ниже перечислены их основные области применения и функции.
1. Терморегулирование аккумуляторных батарей
- Сценарий применения: Контроль и балансировка температуры внутри аккумуляторных батарей.
- Функции:
- NTC-термисторы: Благодаря своей низкой стоимости и компактному размеру терморезисторы NTC часто устанавливаются в нескольких критических точках модулей аккумуляторных батарей (например, между ячейками, около каналов охлаждающей жидкости) для контроля локальных температур в режиме реального времени, предотвращая перегрев из-за чрезмерной зарядки/разрядки или ухудшение производительности при низких температурах.
- Другие датчики: Высокоточные термометры сопротивления или цифровые датчики (например, DS18B20) используются в некоторых сценариях для контроля общего распределения температуры батареи, помогая BMS (системе управления батареями) оптимизировать стратегии зарядки/разрядки.
- Безопасность Защита: активирует системы охлаждения (жидкостное/воздушное охлаждение) или снижает мощность зарядки при аномальных температурах (например, предшествующих тепловому пробою) для снижения риска возгорания.
2. Охлаждение двигателя и силовой электроники
- Сценарий применения: Контроль температуры обмоток двигателей, инверторов и DC-DC преобразователей.
- Функции:
- NTC-термисторы: Встраивается в статоры двигателей или модули силовой электроники для быстрого реагирования на изменения температуры, предотвращая потерю эффективности или повреждение изоляции из-за перегрева.
- Высокотемпературные датчики: В областях с высокими температурами (например, вблизи силовых устройств на основе карбида кремния) можно использовать прочные термопары (например, типа К) для обеспечения надежности в экстремальных условиях.
- Динамический контроль: регулирует поток охлаждающей жидкости или скорость вращения вентилятора на основе данных о температуре, чтобы сбалансировать эффективность охлаждения и энергопотребление.
3. Терморегулирование системы зарядки
- Сценарий применения: Контроль температуры во время быстрой зарядки аккумуляторов и зарядных интерфейсов.
- Функции:
- Мониторинг зарядного порта: NTC-термисторы определяют температуру в точках контакта зарядного штекера, чтобы предотвратить перегрев, вызванный чрезмерным сопротивлением контактов.
- Координация температуры батареи: Зарядные станции взаимодействуют с BMS транспортного средства для динамической регулировки тока зарядки (например, предварительный нагрев в холодных условиях или ограничение тока при высоких температурах).
4. Тепловой насос HVAC и климат-контроль в салоне
- Сценарий применения: Циклы охлаждения/нагрева в системах тепловых насосов и регулирование температуры в кабине.
- Функции:
- NTC-термисторы: Контролируйте температуру испарителей, конденсаторов и окружающей среды для оптимизации коэффициента полезного действия (КПД) теплового насоса.
- Гибридные датчики давления и температуры: Некоторые системы оснащены датчиками давления для косвенного регулирования расхода хладагента и мощности компрессора.
- Комфорт пассажиров: обеспечивает зональное регулирование температуры с помощью многоточечной обратной связи, снижая потребление энергии.
5. Другие критические системы
- Бортовое зарядное устройство (OBC): Контролирует температуру компонентов питания для предотвращения повреждений от перегрузки.
- Редукторы и трансмиссии: Контролирует температуру смазочного материала для обеспечения эффективности.
- Системы топливных элементов(например, в водородных транспортных средствах): контролирует температуру батареи топливных элементов, чтобы избежать высыхания мембраны или конденсации.
NTC против других датчиков: преимущества и ограничения
| Тип датчика | Преимущества | Ограничения | Типичные применения |
|---|---|---|---|
| NTC-термисторы | Низкая стоимость, быстрый отклик, компактный размер | Нелинейный выход, требуется калибровка, ограниченный температурный диапазон | Модули аккумуляторных батарей, обмотки двигателей, порты зарядки |
| RTD (платина) | Высокая точность, линейность, долговременная стабильность | Более высокая стоимость, более медленная реакция | Высокоточный мониторинг батареи |
| Термопары | Высокая термостойкость (до 1000°C+), простая конструкция | Требуется компенсация холодного спая, слабый сигнал | Высокотемпературные зоны в силовой электронике |
| Цифровые датчики | Прямой цифровой выход, помехоустойчивость | Более высокая стоимость, ограниченная пропускная способность | Распределенный мониторинг (например, кабина) |
Будущие тенденции
- Умная интеграция: Датчики, интегрированные с BMS и контроллерами домена для прогнозного управления температурой.
- Многопараметрическое слияние: Объединяет данные о температуре, давлении и влажности для оптимизации энергоэффективности.
- Передовые материалы: Тонкопленочные NTC-датчики, волоконно-оптические датчики для повышения устойчивости к высоким температурам и устойчивости к электромагнитным помехам.
Краткое содержание
NTC-термисторы широко используются в системах терморегулирования электромобилей для многоточечного мониторинга температуры благодаря своей экономичности и быстродействию. Другие датчики дополняют их в высокоточных или экстремальных условиях эксплуатации. Их синергетическое действие обеспечивает безопасность аккумулятора, эффективность двигателя, комфорт в салоне и длительный срок службы компонентов, создавая важнейшую основу для надежной работы электромобиля.
Время публикации: 06 марта 2025 г.