Upravljanje toplinom baterije
Tijekom radnog procesa baterije, temperatura ima veliki utjecaj na njezine performanse. Ako je temperatura preniska, može uzrokovati nagli pad kapaciteta i snage baterije, pa čak i kratki spoj baterije. Važnost upravljanja toplinom baterije postaje sve istaknutija jer je temperatura previsoka, što može uzrokovati raspadanje, koroziju, paljenje ili čak eksploziju baterije. Radna temperatura baterije ključni je čimbenik u određivanju performansi, sigurnosti i vijeka trajanja baterije. S gledišta performansi, preniska temperatura dovest će do smanjenja aktivnosti baterije, što će rezultirati smanjenjem performansi punjenja i pražnjenja te naglim padom kapaciteta baterije. Usporedba je pokazala da je, kada temperatura padne na 10°C, kapacitet pražnjenja baterije bio 93% onog pri normalnoj temperaturi; međutim, kada temperatura padne na -20°C, kapacitet pražnjenja baterije bio je samo 43% onog pri normalnoj temperaturi.
Istraživanje Li Junqiua i drugih spominje da će se, sa sigurnosnog stajališta, ako je temperatura previsoka, nuspojave baterije ubrzati. Kada je temperatura blizu 60 °C, unutarnji materijali/aktivne tvari baterije će se razgraditi, a zatim će doći do "termičkog bijega", što će uzrokovati nagli porast temperature, čak i do 400 ~ 1000 ℃, a zatim dovesti do požara i eksplozije. Ako je temperatura preniska, brzina punjenja baterije mora se održavati na nižoj brzini punjenja, inače će doći do razgradnje litija u bateriji i unutarnjeg kratkog spoja koji će se zapaliti.
Iz perspektive vijeka trajanja baterije, utjecaj temperature na vijek trajanja baterije ne može se zanemariti. Taloženje litija u baterijama sklonim punjenju na niskim temperaturama uzrokovat će brzo smanjenje ciklusa baterije i do desetaka puta, a visoka temperatura uvelike će utjecati na kalendarski vijek trajanja i ciklusni vijek baterije. Istraživanje je pokazalo da je pri temperaturi od 23 ℃ kalendarski vijek baterije s 80% preostalog kapaciteta oko 6238 dana, ali kada temperatura poraste na 35 ℃, kalendarski vijek trajanja je oko 1790 dana, a kada temperatura dosegne 55 ℃, kalendarski vijek trajanja je oko 6238 dana. Samo 272 dana.
Trenutno, zbog troškova i tehničkih ograničenja, upravljanje toplinom baterije (BTMS) nije ujedinjen u korištenju vodljivih medija i može se podijeliti u tri glavna tehnička puta: hlađenje zrakom (aktivno i pasivno), hlađenje tekućinom i materijali za promjenu faze (PCM). Hlađenje zrakom je relativno jednostavno, nema rizika od curenja i ekonomično je. Pogodno je za početni razvoj LFP baterija i malih automobilskih polja. Učinak hlađenja tekućinom je bolji od hlađenja zrakom, a troškovi su povećani. U usporedbi sa zrakom, tekući rashladni medij ima karakteristike velikog specifičnog toplinskog kapaciteta i visokog koeficijenta prijenosa topline, što učinkovito nadoknađuje tehnički nedostatak niske učinkovitosti hlađenja zrakom. To je glavna optimizacija osobnih automobila u ovom trenutku. Zhang Fubin je u svom istraživanju istaknuo da je prednost hlađenja tekućinom brzo odvođenje topline, što može osigurati ujednačenu temperaturu baterijskog sklopa i pogodno je za baterijske sklopove s velikom proizvodnjom topline; nedostaci su visoka cijena, strogi zahtjevi za pakiranje, rizik od curenja tekućine i složena struktura. Materijali za promjenu faze imaju i učinkovitost izmjene topline i prednosti troškova, te niske troškove održavanja. Trenutna tehnologija je još uvijek u laboratorijskoj fazi. Tehnologija upravljanja toplinom kod materijala s promjenom faze još nije u potpunosti zrela i predstavlja najperspektivniji smjer razvoja upravljanja toplinom baterija u budućnosti.
Sveukupno, tekuće hlađenje je trenutni mainstream tehnološki put, uglavnom zbog:
(1) S jedne strane, trenutne mainstream visokoniklne ternarne baterije imaju lošiju toplinsku stabilnost od litijevih željezovih fosfatnih baterija, nižu temperaturu toplinskog bijega (temperatura razgradnje, 750 °C za litijev željezov fosfat, 300 °C za ternarne litijeve baterije) i veću proizvodnju topline. S druge strane, nove tehnologije primjene litijevog željezovog fosfata, poput BYD-ovih baterija s lopaticama i Ningde ere CTP, eliminiraju module, poboljšavaju iskorištenost prostora i gustoću energije te dodatno potiču upravljanje toplinom baterija od tehnologije hlađenja zrakom do tehnologije hlađenja tekućinom.
(2) Pod utjecajem smjernica o smanjenju subvencija i zabrinutosti potrošača oko dometa vožnje, domet vožnje električnih vozila i dalje se povećava, a zahtjevi za gustoćom energije baterije postaju sve veći i veći. Povećala se potražnja za tehnologijom tekućeg hlađenja s većom učinkovitošću prijenosa topline.
(3) Modeli se razvijaju u smjeru modela srednje do visoke klase, s dovoljnim budžetom, težnjom za udobnošću, niskom tolerancijom na greške komponenti i visokim performansama, a rješenje za tekuće hlađenje više je u skladu sa zahtjevima.
Bez obzira radi li se o tradicionalnom automobilu ili vozilu s novom energijom, potražnja potrošača za udobnošću sve je veća, a tehnologija upravljanja toplinom u kokpitu postala je posebno važna. Što se tiče metoda hlađenja, umjesto običnih kompresora za hlađenje koriste se električni kompresori, a baterije su obično spojene na sustave hlađenja klima uređaja. Tradicionalna vozila uglavnom koriste tip nagibne ploče, dok vozila s novom energijom uglavnom koriste vrtložni tip. Ova metoda ima visoku učinkovitost, malu težinu, nisku buku i vrlo je kompatibilna s električnom pogonskom energijom. Osim toga, struktura je jednostavna, rad je stabilan, a volumetrijska učinkovitost je 60% veća od one kod tipa nagibne ploče. %oko. Što se tiče metode grijanja, PTC grijanje(PTC grijač zraka/PTC grijač rashladne tekućine) je potreban, a električnim vozilima nedostaju izvori topline bez troškova (kao što je rashladna tekućina motora s unutarnjim izgaranjem)
Vrijeme objave: 07.07.2023.
