Jedna od ključnih tehnologija vozila na novu energiju su baterije. Kvaliteta baterija određuje cijenu električnih vozila s jedne strane i domet vožnje električnih vozila s druge strane. Ključni faktor za prihvaćanje i brzo usvajanje.
Prema karakteristikama upotrebe, zahtjevima i područjima primjene baterija, istraživačke i razvojne vrste baterija u zemlji i inozemstvu su otprilike: olovne baterije, nikal-kadmijeve baterije, nikal-metal hidridne baterije, litij-ionske baterije, gorivne ćelije itd., među kojima se najviše pažnje posvećuje razvoju litij-ionskih baterija.
Ponašanje generiranja topline iz baterije
Izvor topline, brzina stvaranja topline, toplinski kapacitet baterije i drugi povezani parametri modula baterije usko su povezani s prirodom baterije. Toplina koju oslobađa baterija ovisi o kemijskoj, mehaničkoj i električnoj prirodi i karakteristikama baterije, posebno o prirodi elektrokemijske reakcije. Toplinska energija generirana u reakciji baterije može se izraziti toplinom reakcije baterije Qr; elektrokemijska polarizacija uzrokuje odstupanje stvarnog napona baterije od ravnotežne elektromotorne sile, a gubitak energije uzrokovan polarizacijom baterije izražava se s Qp. Osim reakcije baterije koja se odvija prema jednadžbi reakcije, postoje i neke nuspojave. Tipične nuspojave uključuju razgradnju elektrolita i samopražnjenje baterije. Toplina nuspojave generirana u ovom procesu je Qs. Osim toga, budući da svaka baterija neizbježno ima otpor, Jouleova toplina Qj će se generirati kada struja prođe. Stoga je ukupna toplina baterije zbroj topline sljedećih aspekata: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Ovisno o specifičnom procesu punjenja (pražnjenja), glavni čimbenici koji uzrokuju stvaranje topline u bateriji također se razlikuju. Na primjer, kada je baterija normalno napunjena, Qr je dominantan čimbenik; a u kasnijoj fazi punjenja baterije, zbog razgradnje elektrolita, počinju se događati nuspojave (toplina nuspojave je Qs), kada je baterija gotovo potpuno napunjena i prepunjena, uglavnom se događa razgradnja elektrolita, gdje Qs dominira. Jouleova toplina Qj ovisi o struji i otporu. Uobičajena metoda punjenja provodi se pod konstantnom strujom, a Qj je u ovom trenutku specifična vrijednost. Međutim, tijekom pokretanja i ubrzanja struja je relativno visoka. Za HEV to je ekvivalentno struji od desetaka ampera do stotina ampera. U ovom trenutku, Jouleova toplina Qj je vrlo velika i postaje glavni izvor oslobađanja topline baterije.
S gledišta upravljivosti upravljanja toplinom, sustavi upravljanja toplinom (HVH) mogu se podijeliti u dvije vrste: aktivne i pasivne. S gledišta medija za prijenos topline, sustavi za upravljanje toplinom mogu se podijeliti na: zračno hlađene(PTC grijač zraka), hlađen tekućinom (PTC grijač rashladne tekućine) i skladištenje topline promjenom faze.
Za prijenos topline s rashladnom tekućinom (PTC rashladni grijač) kao medijem, potrebno je uspostaviti komunikaciju za prijenos topline između modula i tekućeg medija, poput vodenog plašta, kako bi se provodilo neizravno grijanje i hlađenje u obliku konvekcije i provođenja topline. Medij za prijenos topline može biti voda, etilen glikol ili čak rashladno sredstvo. Postoji i izravan prijenos topline uranjanjem polnog nastavka u tekućinu dielektrika, ali moraju se poduzeti mjere izolacije kako bi se izbjegao kratki spoj.
Pasivno hlađenje rashladnom tekućinom općenito koristi izmjenu topline između tekućine i okolnog zraka, a zatim uvodi "čahure" u bateriju za sekundarnu izmjenu topline, dok aktivno hlađenje koristi izmjenjivače topline između rashladne tekućine motora i tekućeg medija ili PTC električno grijanje/grijanje termalnim uljem za postizanje primarnog hlađenja. Grijanje, primarno hlađenje s rashladnim medijem-tekućim medijem za zrak u putničkoj kabini/klima uređajem.
Za sustave toplinskog upravljanja koji koriste zrak i tekućinu kao medij, struktura je prevelika i složena zbog potrebe za ventilatorima, vodenim pumpama, izmjenjivačima topline, grijačima, cjevovodima i ostalim priborom, a također troši energiju baterije i smanjuje gustoću i gustoću energije.
Vodeno hlađeni sustav za hlađenje akumulatora koristi rashladnu tekućinu (50% vode/50% etilen glikola) za prijenos topline akumulatora u rashladni sustav klima uređaja kroz hladnjak akumulatora, a zatim u okolinu kroz kondenzator. Baterija hladi ulaznu temperaturu vode u akumulatoru. Nakon izmjene topline lako je postići nižu temperaturu, a akumulator se može podesiti da radi u najboljem radnom temperaturnom rasponu; princip sustava prikazan je na slici. Glavne komponente rashladnog sustava uključuju: kondenzator, električni kompresor, isparivač, ekspanzijski ventil sa zapornim ventilom, hladnjak akumulatora (ekspanzijski ventil sa zapornim ventilom) i cijevi klima uređaja itd.; krug rashladne vode uključuje: električnu pumpu za vodu, akumulator (uključujući rashladne ploče), hladnjake akumulatora, vodovodne cijevi, ekspanzijske spremnike i ostali pribor.
Vrijeme objave: 27. travnja 2023.
