1. Karakteristike litijevih baterija za nova energetska vozila
Litijske baterije uglavnom imaju prednosti niske stope samopražnjenja, visoke gustoće energije, dugog vremena ciklusa i visoke radne učinkovitosti tijekom uporabe.Korištenje litijevih baterija kao glavnog uređaja za napajanje nove energije jednako je dobivanju dobrog izvora energije.Stoga, u sastavu glavnih komponenti novih energetskih vozila, paket litijskih baterija povezan s ćelijom litijske baterije postao je njegova najvažnija središnja komponenta i temeljni dio koji daje snagu.Tijekom procesa rada litijevih baterija postoje određeni zahtjevi za okolni okoliš.Prema eksperimentalnim rezultatima, optimalna radna temperatura se održava na 20°C do 40°C.Jednom kada temperatura oko baterije prijeđe zadanu granicu, performanse litijske baterije bit će znatno smanjene, a životni vijek značajno smanjen.Budući da je temperatura oko litijske baterije preniska, konačni kapacitet pražnjenja i napon pražnjenja odstupat će od unaprijed postavljenog standarda i doći će do oštrog pada.
Ako je temperatura okoline previsoka, vjerojatnost toplinskog odlaska litijske baterije bit će znatno povećana, a unutarnja toplina će se skupljati na određenom mjestu, uzrokujući ozbiljne probleme s akumulacijom topline.Ako se ovaj dio topline ne može glatko izvesti, zajedno s produljenim radnim vremenom litijske baterije, baterija je sklona eksploziji.Ova sigurnosna opasnost predstavlja veliku prijetnju osobnoj sigurnosti, tako da se litijeve baterije moraju oslanjati na elektromagnetske uređaje za hlađenje kako bi se poboljšale sigurnosne performanse cjelokupne opreme tijekom rada.Može se vidjeti da kada istraživači kontroliraju temperaturu litijevih baterija, moraju racionalno koristiti vanjske uređaje za izvoz topline i kontrolirati optimalnu radnu temperaturu litijevih baterija.Nakon što kontrola temperature dosegne odgovarajuće standarde, cilj sigurne vožnje novih energetskih vozila više neće biti ugrožen.
2. Mehanizam za proizvodnju topline nove litijske baterije za pogon vozila
Iako se ove baterije mogu koristiti kao uređaji za napajanje, u procesu stvarne primjene razlike među njima su očitije.Neke baterije imaju veće nedostatke, pa bi proizvođači novih energetskih vozila trebali pažljivo birati.Primjerice, olovni akumulator daje dovoljno snage za srednju granu, ali će tijekom rada uzrokovati veliku štetu okolnom okolišu, a ta će šteta kasnije biti nepopravljiva.Stoga je, kako bi zaštitila ekološku sigurnost, zemlja stavila olovne baterije na popis zabranjenih.Tijekom razvojnog razdoblja, nikal-metal-hidridne baterije dobile su dobre mogućnosti, razvojna tehnologija postupno je sazrijevala, a opseg primjene se također proširio.Međutim, u usporedbi s litijskim baterijama, njegovi su nedostaci pomalo očiti.Na primjer, običnim proizvođačima baterija teško je kontrolirati troškove proizvodnje nikal-metal-hidridnih baterija.Zbog toga je cijena nikal-vodikovih baterija na tržištu ostala visoka.Neki novi brendovi energetskih vozila koji teže isplativosti teško da će ih koristiti kao autodijelove.Što je još važnije, Ni-MH baterije su daleko osjetljivije na temperaturu okoline od litijevih baterija i veća je vjerojatnost da će se zapaliti zbog visokih temperatura.Nakon višestrukih usporedbi, litijeve baterije se ističu i sada se široko koriste u vozilima s novom energijom.
Razlog zašto litijeve baterije mogu osigurati energiju za nova energetska vozila je upravo taj što njihove pozitivne i negativne elektrode imaju aktivne materijale.Tijekom procesa kontinuiranog ugrađivanja i izdvajanja materijala dobiva se velika količina električne energije, a zatim prema principu pretvorbe energije, električna energija i kinetička energija Da bi se postigla svrha međusobne izmjene, isporučujući tako snažnu snagu nova energetska vozila, mogu postići svrhu hodanja s automobilom.U isto vrijeme, kada ćelija litijeve baterije prolazi kroz kemijsku reakciju, ona će imati funkciju upijanja topline i otpuštanja topline kako bi se dovršila pretvorba energije.Osim toga, atom litija nije statičan, može se neprestano kretati između elektrolita i dijafragme, a postoji polarizacijski unutarnji otpor.
Sada će se i toplina prikladno osloboditi.Međutim, temperatura oko litijskih baterija novih energetskih vozila je previsoka, što može lako dovesti do razgradnje pozitivnih i negativnih separatora.Osim toga, sastav nove energetske litijske baterije sastoji se od više paketa baterija.Toplina koju stvaraju sve baterije daleko premašuje toplinu jedne baterije.Kada temperatura prijeđe unaprijed određenu vrijednost, baterija je izuzetno sklona eksploziji.
3. Ključne tehnologije sustava upravljanja toplinom baterije
Sustavu upravljanja baterijama novih energetskih vozila, kako u zemlji tako iu inozemstvu, pridaje se visok stupanj pozornosti, pokrenut je niz istraživanja i dobiveni su brojni rezultati.Ovaj će se članak usredotočiti na točnu procjenu preostale snage baterije novog sustava toplinskog upravljanja baterijom energetskog vozila, upravljanje ravnotežom baterije i ključne tehnologije primijenjene usustav upravljanja toplinom.
3.1 Metoda procjene preostale snage sustava upravljanja toplinom baterije
Istraživači su uložili mnogo energije i mukotrpnih napora u procjenu SOC-a, uglavnom koristeći algoritme znanstvenih podataka kao što su integralna metoda amper-sata, metoda linearnog modela, metoda neuronske mreže i Kalmanova metoda filtra za izvođenje velikog broja simulacijskih eksperimenata.Međutim, tijekom primjene ove metode često dolazi do pogrešaka u proračunu.Ako se greška ne ispravi na vrijeme, jaz između rezultata izračuna postajat će sve veći i veći.Kako bi nadoknadili ovaj nedostatak, istraživači obično kombiniraju Anshi metodu procjene s drugim metodama kako bi se međusobno provjerili, kako bi dobili najtočnije rezultate.Uz točne podatke, istraživači mogu točno procijeniti struju pražnjenja baterije.
3.2 Uravnoteženo upravljanje sustavom upravljanja toplinom baterije
Upravljanje ravnotežom sustava upravljanja toplinom baterije uglavnom se koristi za koordinaciju napona i snage svakog dijela baterije.Nakon što se različite baterije koriste u različitim dijelovima, snaga i napon bit će različiti.U ovom trenutku treba koristiti upravljanje ravnotežom kako bi se uklonila razlika između to dvoje.Nedosljednost.Trenutno najraširenija tehnika upravljanja ravnotežom
Uglavnom se dijeli na dvije vrste: pasivno izjednačavanje i aktivno izjednačavanje.Iz perspektive primjene, principi implementacije koje koriste ove dvije vrste metoda izjednačavanja prilično su različiti.
(1) Pasivna ravnoteža.Načelo pasivnog izjednačavanja koristi proporcionalni odnos između snage baterije i napona, na temelju podataka o naponu jednog niza baterija, a pretvorba dviju baterija općenito se postiže pražnjenjem otpora: energija baterije velike snage stvara toplinu kroz otporno zagrijavanje, Zatim se rasipa kroz zrak kako bi se postigla svrha gubitka energije.Međutim, ova metoda izjednačavanja ne poboljšava učinkovitost korištenja baterije.Osim toga, ako je rasipanje topline neravnomjerno, baterija neće moći izvršiti zadatak upravljanja toplinom baterije zbog problema pregrijavanja.
(2) Aktivna ravnoteža.Aktivna ravnoteža je nadograđeni proizvod pasivne ravnoteže, čime se nadoknađuju nedostaci pasivne ravnoteže.S gledišta načela realizacije, načelo aktivnog izjednačenja ne odnosi se na načelo pasivnog izjednačenja, već usvaja potpuno drugačiji novi koncept: aktivno izjednačenje ne pretvara električnu energiju baterije u toplinsku energiju i rasipa je , tako da se prenosi visoka energija. Energija iz baterije prenosi se na bateriju niske energije.Štoviše, ova vrsta prijenosa ne krši zakon o očuvanju energije i ima prednosti niskog gubitka, visoke učinkovitosti korištenja i brzih rezultata.Međutim, strukturna struktura upravljanja bilance je relativno komplicirana.Ako točka ravnoteže nije pravilno kontrolirana, to može uzrokovati nepopravljivo oštećenje baterije zbog svoje prevelike veličine.Ukratko, i aktivno upravljanje ravnotežom i pasivno upravljanje ravnotežom imaju nedostatke i prednosti.U određenim primjenama istraživači mogu birati prema kapacitetu i broju nizova litijevih baterija.Paketi litijskih baterija malog kapaciteta i malog broja prikladni su za upravljanje pasivnim izjednačavanjem, a paketi litijskih baterija velikog kapaciteta i velikog broja prikladni su za upravljanje aktivnim izjednačavanjem.
3.3 Glavne tehnologije koje se koriste u sustavu upravljanja toplinom baterije
(1) Odredite optimalni raspon radne temperature baterije.Sustav upravljanja toplinom uglavnom se koristi za koordiniranje temperature oko baterije, tako da se osigurava učinak primjene sustava upravljanja toplinom, ključna tehnologija koju su razvili istraživači uglavnom se koristi za određivanje radne temperature baterije.Sve dok se temperatura baterije održava unutar odgovarajućeg raspona, litijeva baterija uvijek može biti u najboljem radnom stanju, pružajući dovoljno snage za rad novih energetskih vozila.Na taj način performanse litijske baterije novih energetskih vozila mogu uvijek biti u izvrsnom stanju.
(2) Izračun toplinskog raspona baterije i predviđanje temperature.Ova tehnologija uključuje veliki broj izračuna matematičkih modela.Znanstvenici koriste odgovarajuće metode izračuna kako bi dobili temperaturnu razliku unutar baterije i koriste je kao osnovu za predviđanje mogućeg toplinskog ponašanja baterije.
(3) Izbor medija za prijenos topline.Vrhunska izvedba sustava upravljanja toplinom ovisi o izboru medija za prijenos topline.Većina trenutnih novih energetskih vozila koristi zrak/rashladno sredstvo kao rashladni medij.Ova metoda hlađenja jednostavna je za rukovanje, ima niske troškove proizvodnje i može dobro postići svrhu rasipanja topline baterije.(PTC grijač zraka/PTC grijač rashladne tekućine)
(4) Usvojite konstrukciju paralelne ventilacije i disipacije topline.Dizajn ventilacije i raspršivanja topline između paketa litijevih baterija može proširiti protok zraka tako da se može ravnomjerno rasporediti među paketima baterija, učinkovito rješavajući temperaturnu razliku između modula baterija.
(5) Izbor ventilatora i točke mjerenja temperature.U ovom modulu istraživači su upotrijebili veliki broj eksperimenata kako bi napravili teoretske izračune, a zatim su upotrijebili metode mehanike fluida za dobivanje vrijednosti potrošnje energije ventilatora.Nakon toga, istraživači će koristiti metode konačnih elemenata kako bi pronašli najprikladniju točku mjerenja temperature kako bi dobili točne podatke o temperaturi baterije.
Vrijeme objave: 25. lipnja 2023
