Element de încălzire electrică cu un singur capat-pentru noua industrie energetică: soluții de încălzire a bateriei și de încărcare pentru izolarea pilelor

În noua industrie a energiei, elementele de încălzire cu un singur-capete sunt utilizate în principal în două scenarii majore: încălzirea la temperatură joasă-a bateriilor de putere și izolarea exterioară a pilelor de încărcare. Aceste scenarii impun cerințe extrem de mari în ceea ce privește rezistența la temperatură scăzută-a elementelor de încălzire, impermeabilizarea, rezistența la umiditate, siguranța și stabilitatea, necesitând selecție, cablare și întreținere specifice în funcție de condițiile specifice de funcționare. Următoarele sunt soluții potrivite:

(I) Încălzire cu energie electrică a bateriei: adaptarea la cerințele de pornire-temperatura scăzută-și temperatură constantă

În medii sub -20 de grade , bateriile de putere se confruntă cu o scădere a capacității, o scădere bruscă a eficienței de încărcare și chiar o durată de viață redusă. Elementele de încălzire cu un singur capăt trebuie să obțină o încălzire rapidă și un control precis al temperaturii, îndeplinind în același timp și cerințele de impermeabilizare, izolație și rezistență la șocuri.

1. Puncte cheie de selecție:
① Compatibilitate cu materialele: acordați prioritate țevilor din aliaj de temperatură înaltă Incoloy 800-, cu o rezistență la temperatură mai mare sau egală cu 600 de grade, potrivite pentru temperatura de încălzire de vârf a bateriilor (de obicei 50-80 de grade) și care posedă o rezistență excelentă la oxidare; firul de încălzire trebuie să fie din aliaj de nichel Cr20Ni80-crom pentru a asigura o încălzire stabilă. ② Design structural: utilizează un tub cu diametru mic-(φ6-φ10mm) și un design cu zonă de încălzire de înaltă densitate, care se potrivește perfect în spațiul restrâns al acumulatorului; corpul tubului este supus unui tratament de pasivare anticoroziune pentru a preveni coroziunea la contactul cu electrolitul bateriei.
③ Indicatori de siguranță: rezistență de izolație mai mare sau egală cu 5MΩ (megohmetru de 500 V), grad de impermeabilitate IP67 sau mai mare, cu protecție la supra--temperatură (încorporat-comutator de control al temperaturii, oprire automată-la 85 de grade).

2. Metoda de cablare: Se utilizează cabluri paralele, cu mai multe tuburi de încălzire distribuite uniform în partea inferioară sau laterală a acumulatorului. Un capăt este conectat la sursa de alimentare cu tensiune joasă-a bateriei (220V sau 12V/24V, care se potrivește cu tensiunea nominală a tubului de încălzire), iar celălalt capăt este conectat la firul neutru. Firul de împământare este conectat în mod fiabil la carcasa metalică a acumulatorului.
Avantaje: Eșecul unui singur tub nu afectează efectul general de încălzire; controlul precis al temperaturii pe zonă poate fi realizat printr-un regulator de temperatură, adaptându-se la nevoile de încălzire ale diferitelor zone ale bateriei; puterea totală poate fi ajustată în mod flexibil pentru a face față comutării puterii între încălzirea rapidă (faza de pornire{0}}) și temperatura constantă (faza de funcționare).

3. Măsuri de precauție cheie: ① Evitați supraîncălzirea localizată: mențineți un spațiu de 5-10 mm între elementul de încălzire și celula bateriei sau instalați un tampon de silicon conducător termic pentru a asigura o conductie uniformă a căldurii. ② Protecție la umiditate: umiditatea din interiorul acumulatorului este ridicată; prin urmare, utilizați elemente de încălzire cu garnituri de sudare cu arc cu argon, fire din fibră de sticlă rezistente la apă și la temperaturi înalte pentru cabluri și instalați cutii de joncțiune impermeabile la punctele de conectare. ③ Controlul conexiunii: Conectați-vă cu sistemul de management al bateriei (BMS) pentru a monitoriza temperatura bateriei în timp real. Opriți automat alimentarea când temperatura ajunge la 10-15 grade pentru a evita supraîncălzirea.

(II) Izolarea pilelor de încărcare: face față temperaturilor scăzute și mediilor de ploaie/zăpadă

Pilele de încărcare exterioare sunt predispuse la probleme, cum ar fi capete de încărcare înghețate, defecțiuni ale componentelor interne și contact slab la interfața de încărcare în condiții de temperatură scăzută-(sub -30 de grade ), ploaie, zăpadă și medii cu praf. Elementele de încălzire cu un singur-cap trebuie să obțină o izolație continuă de-putere scăzută, având în același timp capacități puternice de impermeabilitate și anti-îmbătrânire.

1. Puncte cheie de selecție:
① Material și putere: se utilizează tuburi din oțel inoxidabil 316L, rezistente la ploaie, zăpadă și coroziune. Selectarea puterii acordă prioritate consumului redus de energie și păstrării căldurii, cu puterea unui singur-tub variind de la 50 la 200W, iar puterea totală (de obicei 300-800W) este adaptată la dimensiunea grădinii de încărcare.
② Design de rezistență la intemperii: suprafața țevii este sablata pentru a spori capacitățile anti-îmbătrânire; firele de plumb sunt realizate din fire de fibră de sticlă rezistente la temperaturi scăzute-(-40 de grade ) pentru a preveni ruperea fragilă la temperaturi scăzute.
③ Protecție de siguranță: grad de rezistență la apă IP68, cu protecție dublă împotriva scurgerilor și arderii uscate, potrivit pentru mediile umede exterioare.

2. Metoda de cablare: grămezi mici de încărcare (pistol unic) folosesc un singur tub sau două tuburi paralele; pile de încărcare mari (multi-pistol) utilizează o conexiune paralelă în zone, fiecare zonă a pistolului de încărcare fiind echipată independent cu un set de elemente de încălzire, toate controlate de sistemul de control principal al pila de încărcare. Dacă utilizați o sursă de alimentare cu trei faze de 380 V-, poate fi utilizată o configurație paralelă conectată în stea-pentru a asigura echilibrul sarcinii trifazate și pentru a îmbunătăți stabilitatea sursei de alimentare.

3. Precauții cheie: ① Locul de instalare: Elementul de încălzire trebuie instalat în interiorul capului pistolului de încărcare și în partea de jos a cutiei de control principal a grădinii de încărcare, evitând contactul direct cu părțile metalice ale interfeței de încărcare pentru a preveni scurtcircuitele. ② Controlul consumului de energie: Ar trebui să fie conectat la sistemul de control al temperaturii grădinii de încărcare. Când temperatura este sub 5 grade, ar trebui să activeze conservarea căldurii; când este peste 15 grade, ar trebui să întrerupă alimentarea. Combinat cu un temporizator, ar trebui să funcționeze intermitent pentru a reduce consumul de energie. ③ Întreținere regulată: verificați trimestrial performanța izolației și bornele de cablare ale elementului de încălzire. După ploaie sau zăpadă, curățați rapid suprafața elementului pentru a îndepărta zăpada și praful, prevenind coroziunea și disiparea slabă a căldurii.

(III) Cerințe specifice-industriei: conformitate și compatibilitate

Noua industrie energetică are cerințe stricte de conformitate pentru elementele de încălzire, cerându-le să respecte standarde precum GB/T 30038-2013 „Interfață de încărcare a vehiculelor electrice” și GB/T 18487.1-2023 „Sistem de încărcare conductivă a vehiculului electric Partea 1: cerințe generale”. În același timp, trebuie să fie compatibil cu sistemele de control al pila de încărcare și al pachetului de baterii, susținând comunicarea cu magistrala CAN pentru a obține feedback în timp real asupra datelor de temperatură și control inteligent, asigurând siguranța și fiabilitatea întregului vehicul sau a echipamentului de încărcare.