المان گرمایش الکتریکی تک-برای صنعت انرژی جدید: راه حل های عایق گرمایش باتری و شمع شارژ

در صنعت انرژی جدید، المان‌های گرمایش تک-در ابتدا در دو سناریو اصلی استفاده می‌شوند: گرم کردن باتری‌های برق با دمای پایین-و عایق‌سازی فضای باز شمع‌های شارژ. این سناریوها تقاضاهای بسیار بالایی را برای مقاومت در برابر دمای پایین، ضد آب، مقاومت در برابر رطوبت، ایمنی و پایداری عناصر گرمایشی ایجاد می‌کنند که بر اساس شرایط عملیاتی خاص نیاز به انتخاب هدفمند، سیم‌کشی و نگهداری دارد. راه حل های زیر مناسب است:

(I) گرمایش باتری برق: تطبیق با-راه اندازی در دمای پایین- مورد نیاز و دمای ثابت

در محیط‌های زیر -20 درجه، باتری‌های برق دچار کاهش ظرفیت، کاهش شدید راندمان شارژ و حتی کاهش طول عمر می‌شوند. عناصر گرمایشی تک سر باید به گرمایش سریع و کنترل دقیق دما دست یابند و در عین حال الزامات ضد آب، عایق و مقاومت در برابر ضربه را نیز برآورده کنند.

1. نکات کلیدی انتخاب:
① سازگاری با مواد: لوله‌های آلیاژی با دمای بالا-Incoloy 800، با مقاومت دمایی بیشتر یا مساوی 600 درجه، مناسب برای حداکثر دمای گرمایش باتری‌ها (معمولاً 50-80 درجه) و دارای مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون، در اولویت قرار گیرند. سیم گرمایش باید از آلیاژ کروم{8} نیکل Cr20Ni80 ساخته شود تا از گرمایش پایدار اطمینان حاصل شود. ② طراحی ساختاری: از یک لوله کوچک-قطر (φ6-φ10 میلی‌متر) و طراحی منطقه گرمایش با چگالی بالا استفاده می‌کند که به خوبی در فضای محدود بسته باتری قرار می‌گیرد. بدنه لوله تحت درمان غیرفعال سازی ضد خوردگی قرار می گیرد تا از خوردگی در تماس با الکترولیت باتری جلوگیری شود.
③ نشانگرهای ایمنی: مقاومت عایق بیشتر یا برابر با 5MΩ (مگاهم متر 500 ولت)، دارای درجه ضد آب IP67 یا بالاتر، با-محافظت در برابر دما (تخته شده-در سوئیچ کنترل دما، خاموش شدن خودکار-در 85 درجه).

2. روش سیم کشی: سیم کشی موازی استفاده می شود، با لوله های گرمایشی متعدد که به طور مساوی در پایین یا کنار بسته باتری توزیع شده اند. یک سر آن به منبع تغذیه ولتاژ پایین باتری (220 ولت یا 12 ولت/24 ولت، مطابق با ولتاژ نامی لوله گرمایش) متصل است و سر دیگر به سیم خنثی متصل است. سیم زمین به طور قابل اعتمادی به محفظه فلزی بسته باتری متصل است.
مزایا: شکست یک لوله بر اثر گرمایش کلی تأثیر نمی گذارد. کنترل دقیق دما توسط منطقه را می توان از طریق یک کنترل کننده دما به دست آورد که با نیازهای گرمایشی مناطق مختلف باتری سازگار است. توان کل را می توان به طور منعطف تنظیم کرد تا با سوئیچینگ برق بین گرمایش سریع (-فاز شروع) و دمای ثابت (فاز عملیاتی) مطابقت داشته باشد.

3. اقدامات احتیاطی کلیدی: ① از گرمای بیش از حد موضعی خودداری کنید: فاصله 5-10 میلی متری بین المنت گرمایشی و سلول باتری را حفظ کنید، یا یک پد سیلیکونی رسانای حرارتی را نصب کنید تا از انتقال یکنواخت گرما اطمینان حاصل کنید. ② محافظت در برابر رطوبت: رطوبت داخل بسته باتری بالا است. بنابراین، از عناصر گرمایشی با مهر و موم های جوش آرگون، سیم های فایبر گلاس ضد آب و مقاوم در برابر دمای بالا برای سرب ها استفاده کنید و جعبه های اتصال ضد آب را در نقاط اتصال نصب کنید. ③ کنترل اتصال: برای نظارت بر دمای باتری در زمان واقعی، با سیستم مدیریت باتری (BMS) ارتباط برقرار کنید. برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، هنگامی که دما به 10-15 درجه رسید، برق را به طور خودکار قطع کنید.

(II) عایق شمع شارژ: مقابله با دماهای پایین و محیط های باران/برف

شمع های شارژ در فضای باز مستعد مشکلاتی مانند یخ زدگی سرهای شارژ، خرابی قطعات داخلی، و تماس ضعیف در رابط شارژ در دمای پایین-(زیر -30 درجه)، باران، برف و محیط های گرد و غبار هستند. عناصر گرمایش تک سر-باید به عایق کم-قدرت پیوسته دست یابند در حالی که دارای قابلیت های ضد آب و ضد پیری قوی هستند.

1. نکات کلیدی انتخاب:
① مواد و قدرت: از لوله های فولادی ضد زنگ 316L استفاده می شود که در برابر باران، برف و خوردگی مقاوم است. انتخاب توان مصرف انرژی کم و حفظ گرما را در اولویت قرار می‌دهد، با توان تک لوله‌ای از 50 تا 200 وات، و توان کل (معمولاً 300 تا 800 وات) با اندازه شمع شارژ مطابقت دارد.
② طراحی مقاوم در برابر آب و هوا: سطح لوله سندبلاست شده است تا قابلیت‌های ضد پیری- را افزایش دهد. سیم‌های سربی از سیم فایبرگلاس مقاوم در برابر دمای پایین (40- درجه) ساخته شده‌اند تا از شکستگی شکننده در دماهای پایین جلوگیری کنند.
③ حفاظت ایمنی: استاندارد IP68 ضد آب، با حفاظت دوگانه در برابر نشت و سوزش خشک، مناسب برای محیط های مرطوب در فضای باز.

2. روش سیم کشی: شمع های شارژ کوچک (تک تفنگ) از یک لوله یا دو لوله موازی استفاده می کنند. شمع های شارژ بزرگ (چند-تفنگ) از یک اتصال موازی منطقه بندی شده استفاده می کنند، که هر ناحیه تفنگ شارژ به طور مستقل به مجموعه ای از عناصر گرمایش مجهز شده است که همه توسط سیستم کنترل اصلی شمع شارژ کنترل می شوند. در صورت استفاده از منبع تغذیه سه فاز 380 ولت، می توان از پیکربندی موازی متصل به ستاره{{5}برای اطمینان از تعادل بار سه فاز و بهبود پایداری منبع تغذیه استفاده کرد.

3. اقدامات احتیاطی کلیدی: ① محل نصب: المنت گرمایش باید در داخل سر تفنگ شارژ و در پایین جعبه کنترل اصلی شمع شارژ نصب شود، از تماس مستقیم با قطعات فلزی رابط شارژ برای جلوگیری از اتصال کوتاه اجتناب شود. ② کنترل مصرف برق: باید به سیستم کنترل دمای شمع شارژ متصل شود. هنگامی که درجه حرارت زیر 5 درجه است، باید حفظ گرما را فعال کند. وقتی بالای 15 درجه باشد باید برق را قطع کند. همراه با یک تایمر، باید به طور متناوب برای کاهش مصرف انرژی کار کند. ③ تعمیر و نگهداری منظم: عملکرد عایق و پایانه های سیم کشی عنصر گرمایش را هر سه ماه یکبار بررسی کنید. پس از باران یا برف، سطح المنت را به سرعت تمیز کنید تا برف و گرد و غبار پاک شود و از خوردگی و اتلاف حرارت ضعیف جلوگیری شود.

(III) صنعت-شرایط خاص: انطباق و سازگاری

صنعت انرژی جدید دارای الزامات انطباق دقیق برای عناصر گرمایشی است، و آنها را ملزم به رعایت استانداردهایی مانند GB/T 30038-2013 "Electric Vehicle Charging Interface" و GB/T 18487.1-2023 "Electric Vehicle Conductive Charging Systemre Part 1: General Requi Systems Charging" می کند. به طور همزمان، باید با سیستم های کنترل شمع شارژ و بسته باتری سازگار باشد، از ارتباطات CAN bus برای دستیابی به بازخورد داده های دمایی در زمان واقعی و کنترل هوشمند، اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان کل وسیله نقلیه یا تجهیزات شارژ، پشتیبانی کند.