Upravljanje toplinom baterije
Tijekom procesa rada baterije, temperatura ima veliki utjecaj na njezine performanse.Ako je temperatura preniska, može doći do naglog pada kapaciteta i snage baterije, pa čak i do kratkog spoja baterije.Važnost upravljanja toplinom baterije postaje sve istaknutija jer je temperatura previsoka što može uzrokovati raspadanje baterije, korodiranje, zapaljenje ili čak eksploziju.Radna temperatura baterije je ključni čimbenik u određivanju performansi, sigurnosti i vijeka trajanja baterije.Sa stajališta performansi, preniska temperatura dovest će do smanjenja aktivnosti baterije, što će rezultirati smanjenjem performansi punjenja i pražnjenja te naglim padom kapaciteta baterije.Usporedbom je utvrđeno da kada je temperatura pala na 10°C, kapacitet pražnjenja baterije bio je 93% od onog na normalnoj temperaturi;međutim, kada je temperatura pala na -20°C, kapacitet pražnjenja baterije bio je samo 43% od onog na normalnoj temperaturi.
Istraživanja Li Junqiua i drugih spomenula su da će se sa sigurnosne točke gledišta, ako je temperatura previsoka, popratne reakcije baterije ubrzati.Kada je temperatura blizu 60 °C, unutarnji materijali/aktivne tvari baterije će se razgraditi, a zatim će doći do "termalnog bježanja", uzrokujući nagli porast temperature, čak i do 400 ~ 1000 ℃, a zatim dovesti do požar i eksplozija.Ako je temperatura preniska, potrebno je održavati nižu brzinu punjenja baterije, inače će uzrokovati razgradnju litija u bateriji i zapaliti unutarnji kratki spoj.
Iz perspektive trajanja baterije, ne može se zanemariti utjecaj temperature na trajanje baterije.Taloženje litija u baterijama koje su sklone punjenju na niskim temperaturama uzrokovat će brzo smanjenje vijeka trajanja baterije na desetke puta, a visoka temperatura uvelike će utjecati na kalendarski život i vijek trajanja baterije.Istraživanje je pokazalo da kada je temperatura 23 ℃, kalendarski vijek baterije s 80% preostalog kapaciteta iznosi oko 6238 dana, ali kada temperatura poraste na 35 ℃, kalendarski vijek je oko 1790 dana, a kada temperatura dosegne 55 ℃, kalendarski život je oko 6238 dana.Samo 272 dana.
Trenutačno, zbog troškova i tehničkih ograničenja, upravljanje toplinom baterije (BTMS) nije jedinstven u korištenju vodljivih medija i može se podijeliti u tri glavna tehnička puta: hlađenje zrakom (aktivno i pasivno), hlađenje tekućinom i materijali s promjenom faze (PCM).Hlađenje zrakom je relativno jednostavno, nema opasnosti od curenja i ekonomično je.Pogodan je za početni razvoj LFP baterija i područja malih automobila.Učinak hlađenja tekućinom bolji je od hlađenja zrakom, a trošak se povećava.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 trenutno glavna optimizacija osobnih automobila.plan.Zhang Fubin je u svom istraživanju istaknuo da je prednost tekućeg hlađenja brzo odvođenje topline, što može osigurati jednoliku temperaturu baterije, te je pogodno za baterije s velikom proizvodnjom topline;nedostaci su visoka cijena, strogi zahtjevi za pakiranje, rizik od curenja tekućine i složena struktura.Materijali s faznom promjenom imaju i učinkovitost izmjene topline i povoljne cijene te niske troškove održavanja.Trenutna tehnologija je još uvijek u laboratorijskoj fazi.Tehnologija upravljanja toplinom materijala s promjenom faze još nije u potpunosti zrela i to je najpotencijalniji razvojni smjer upravljanja toplinom baterija u budućnosti.
Sve u svemu, hlađenje tekućinom je trenutni glavni tehnološki put, uglavnom zbog:
(1) S jedne strane, trenutne glavne ternarne baterije s visokim udjelom nikla imaju lošiju toplinsku stabilnost od litij-željezo-fosfatnih baterija, nižu toplinsku temperaturu odlaska (temperatura raspadanja, 750 °C za litij-željezo-fosfat, 300 °C za ternarne litijeve baterije) , i veća proizvodnja topline.S druge strane, nove tehnologije primjene litij željezo fosfata kao što su BYD-ova blade baterija i Ningde era CTP eliminiraju module, poboljšavaju iskorištenost prostora i gustoću energije te dodatno promiču upravljanje toplinom baterije od tehnologije zračnog hlađenja do tehnologije nagiba hlađene tekućinom.
(2) Pod utjecajem smjernica o smanjenju subvencija i tjeskobe potrošača oko dometa vožnje, domet vožnje električnih vozila nastavlja se povećavati, a zahtjevi za gustoćom energije baterije postaju sve veći i veći.Povećana je potražnja za tehnologijom hlađenja tekućinom s većom učinkovitošću prijenosa topline.
(3) Modeli se razvijaju u smjeru modela srednje do visoke klase, s dovoljnim proračunom troškova, težnjom za udobnošću, niskom tolerancijom na pogreške komponenti i visokim performansama, a rješenje tekućeg hlađenja više je u skladu sa zahtjevima.
Bez obzira radi li se o tradicionalnom automobilu ili novom energetskom vozilu, potražnja potrošača za udobnošću postaje sve veća i veća, a tehnologija upravljanja toplinom u kokpitu postala je posebno važna.Što se tiče načina hlađenja, umjesto običnih kompresora za hlađenje koriste se električni kompresori, a baterije se obično spajaju na rashladne sustave klima uređaja.Tradicionalna vozila uglavnom koriste tip zakretne ploče, dok nova energetska vozila uglavnom koriste vrtložni tip.Ova metoda ima visoku učinkovitost, malu težinu, nisku razinu buke i vrlo je kompatibilna s električnom pogonskom energijom.Osim toga, struktura je jednostavna, rad je stabilan, a volumetrijska učinkovitost je 60% veća nego kod tipa zakretne ploče.%oko.Što se tiče načina grijanja, PTC grijanje (PTC grijač zraka/PTC grijač rashladne tekućine) je potrebno, a električna vozila nemaju izvore topline bez troškova (kao što je rashladna tekućina motora s unutarnjim izgaranjem)
Vrijeme objave: 7. srpnja 2023
