Mengapa Kendaraan Listrik Membutuhkan TMS Termal
Sistem Manajemen?
Dibandingkan dengan mobil konvensional, mobil listrik memiliki pengontrol tambahan yang disebut TMS (Thermal Management System). Pengontrol ini kedengarannya agak asing, tetapi sebenarnya kita telah menggunakan fungsi yang terdapat di dalam mobil konvensional, yaitu AC otomatis (HVAC).
Mengapa AC otomatis menjadi sistem manajemen termal pada kendaraan listrik? Ini dimulai dari sistem tenaga kendaraan.
1. Perbedaan sistem tenaga
Sistem tenaga kendaraan tradisional berasal dari mesin. Suhu operasi optimal mesin adalah 85-105 derajat. Bila suhu terlalu rendah, kinerjanya buruk dan perlu pemanasan awal; bila suhu terlalu tinggi, akan menyebabkan kerusakan pada komponen dan memerlukan pembuangan panas.
Pemanasan awal suhu rendah pada kendaraan berbahan bakar bensin biasanya hanya memerlukan mesin untuk dinyalakan sebentar, dan suhunya dapat dinaikkan dengan panasnya sendiri, tanpa pemrosesan tambahan; pembuangan panas suhu tinggi memerlukan menyalakan kipas pendingin untuk membuang cairan pendingin mesin. Singkatnya, karakteristik mesin adalah panas dan suhu tinggi, dan permintaan kontrol suhu terutama pendinginan, yang relatif sederhana.
Oleh karena itu, sistem yang berhubungan dengan panas pada mobil tradisional terutama adalah sistem pendingin udara dan sistem pendingin mesin. Saat AC melakukan pemanasan, ia akan menggunakan panas buangan bersuhu tinggi yang dihasilkan oleh mesin saat ia bekerja, tetapi AC dan sistem pendingin mesin merupakan dua pengontrol yang independen.
Sistem tenaga kendaraan listrik berasal dari motor, dan sumber tenaganya berasal dari baterai. Karakteristik motor mirip dengan mesin. Motor akan menghasilkan panas saat bekerja dan perlu didinginkan.
Namun, baterai daya sangat berbeda. Suhu pengoperasian baterai daya yang optimal adalah 20-40 derajat. Jika suhunya terlalu rendah, kapasitas baterai akan turun secara signifikan. Fenomena pelapisan listrik selama pengisian daya pada suhu rendah juga akan menyebabkan kerusakan serius pada baterai.
Suhu yang berlebihan tidak hanya akan mempercepat penuaan baterai, tetapi juga menyebabkan baterai memuai, bocor, korsleting, dan bahkan meledak. Oleh karena itu, dibandingkan dengan mesin tradisional yang kasar, baterai bertenaga sangat berharga, dan kontrol suhunya harus sangat tepat dan teliti!
2. Pengontrol manajemen termal terintegrasi ITM
Karena sistem tenaga yang berbeda, sistem yang berhubungan dengan panas pada kendaraan listrik meliputi sistem pendingin udara, manajemen termal baterai, dan sistem pendingin motor.
Dari sudut pandang kuantitatif, kendaraan listrik hanya memiliki satu pengontrol manajemen termal baterai lebih banyak daripada kendaraan berbahan bakar tradisional. Apakah cukup dengan menambahkan satu pengontrol manajemen termal baterai?
Faktanya, perubahan sistem tenaga kendaraan listrik telah menyebabkan hubungan yang lebih dekat antara sistem manajemen termal yang awalnya independen!
Misalnya, sistem pendingin udara, pemanasan awalnya dihasilkan oleh panas buangan mesin, yang sangat hemat energi. Pemanasan kendaraan listrik hanya dapat mengandalkan prinsip pompa panas atau prinsip pemanasan PTC dari pendingin udara.
Prinsip pompa panas mengharuskan kompresor bekerja, dan PTC perlu dinyalakan untuk pemanasan. Kedua metode ini menggunakan listrik, dan PTC menggunakan lebih banyak listrik. Listrik berasal dari baterai, sehingga kondisi kerja sistem pendingin udara bergantung pada kinerja baterai.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kisaran suhu pengoperasian optimal baterai daya sangat sempit, dan kipas pemanas dan pendingin sederhana seperti mobil tradisional tidak dapat mengendalikannya. Pemanasan dan pendinginan sistem pendingin udara harus menjamin efek kontrol suhu. Oleh karena itu, kinerja baterai daya bergantung pada pengaturan sistem pendingin udara.
Dengan cara yang sama, AC dapat mendinginkan motor, dan panas motor juga dapat digunakan untuk menyalakan baterai dan AC, sehingga hubungan antara ketiganya semakin dekat.
Suhu baterai yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan memengaruhi jarak jelajah kendaraan dan kenyamanan AC. Suhu motor dan kontrol elektronik yang berlebihan juga akan memengaruhi kemampuan berkendara seluruh kendaraan. Karakteristik ini memunculkan persyaratan yang lebih tinggi untuk manajemen termal.
Persyaratan yang lebih tinggi untuk manajemen termal kendaraan listrik dan hubungan yang erat antara AC, baterai, dan motor telah mengarah pada pengembangan manajemen termal independen asli menuju sistem manajemen termal terpadu untuk seluruh kendaraan yang menyatukan baterai, motor, dan AC kompartemen penumpang. Pendekatan integrasi struktural dan penggabungan fungsional ini memudahkan pencapaian konsumsi energi dan biaya yang optimal untuk seluruh kendaraan.
