Jednou z kľúčových technológií nových energetických vozidiel sú batérie.Kvalita batérií určuje na jednej strane náklady na elektrické vozidlá a na druhej strane dojazd elektromobilov.Kľúčový faktor pre prijatie a rýchle prijatie.
Podľa vlastností použitia, požiadaviek a oblastí použitia výkonových batérií sú výskumné a vývojové typy výkonových batérií doma a v zahraničí zhruba: olovené batérie, nikel-kadmiové batérie, nikel-metal hydridové batérie, lítium-iónové batérie, palivové články atď., medzi ktorými sa najviac pozornosti venuje vývoju lítium-iónových batérií.
Správanie sa pri vytváraní tepla napájacej batérie
Zdroj tepla, rýchlosť generovania tepla, tepelná kapacita batérie a ďalšie súvisiace parametre modulu napájacej batérie úzko súvisia s povahou batérie.Teplo uvoľňované batériou závisí od chemickej, mechanickej a elektrickej povahy a vlastností batérie, najmä od povahy elektrochemickej reakcie.Tepelná energia generovaná pri reakcii batérie môže byť vyjadrená reakčným teplom batérie Qr;elektrochemická polarizácia spôsobuje, že skutočné napätie batérie sa odchyľuje od jej rovnovážnej elektromotorickej sily a strata energie spôsobená polarizáciou batérie je vyjadrená pomocou Qp.Okrem toho, že reakcia batérie prebieha podľa reakčnej rovnice, existujú aj niektoré vedľajšie reakcie.Typické vedľajšie reakcie zahŕňajú rozklad elektrolytu a samovybíjanie batérie.Vedľajšie reakčné teplo generované v tomto procese je Qs.Navyše, pretože každá batéria bude mať nevyhnutne odpor, pri prechode prúdu sa vytvorí Joule teplo Qj.Preto je celkové teplo batérie súčtom tepla nasledujúcich aspektov: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
V závislosti od konkrétneho procesu nabíjania (vybíjania) sa líšia aj hlavné faktory, ktoré spôsobujú, že batéria vytvára teplo.Napríklad, keď je batéria normálne nabitá, Qr je dominantným faktorom;a v neskoršom štádiu nabíjania batérie, v dôsledku rozkladu elektrolytu, sa začnú objavovať vedľajšie reakcie (teplo vedľajšej reakcie je Qs), keď je batéria takmer úplne nabitá a prebitá. Čo sa deje hlavne, je rozklad elektrolytu, kde dominuje Qs .Jouleove teplo Qj závisí od prúdu a odporu.Bežne používaná metóda nabíjania sa vykonáva pri konštantnom prúde a Qj je v tomto čase špecifická hodnota.Pri rozbehu a akcelerácii je však prúd pomerne vysoký.Pre HEV je to ekvivalentné prúdu desiatok ampérov až stoviek ampérov.V tomto čase je Joule teplo Qj veľmi veľké a stáva sa hlavným zdrojom uvoľňovania tepla batérie.
Z pohľadu ovládateľnosti tepelného manažmentu systémy tepelného manažmentu (HVH) možno rozdeliť na dva typy: aktívne a pasívne.Z hľadiska teplonosného média možno systémy tepelného manažmentu rozdeliť na: vzduchom chladené (PTC ohrievač vzduchu), kvapalinou chladené (Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC) a akumuláciu tepla so zmenou fázy.
Pre prenos tepla s chladivom (PTC Coolant Heater) ako médiom je potrebné vytvoriť komunikáciu prenosu tepla medzi modulom a kvapalným médiom, ako je vodný plášť, na vedenie nepriameho ohrevu a chladenia vo forme konvekcie a tepla. vedenie.Teplonosným médiom môže byť voda, etylénglykol alebo dokonca chladivo.Existuje tiež priamy prenos tepla ponorením pólového nástavca do kvapaliny dielektrika, ale je potrebné vykonať izolačné opatrenia, aby sa zabránilo skratu.
Pasívne chladenie chladiacej kvapaliny vo všeobecnosti využíva výmenu tepla kvapalina-vzduch a potom zavádza kokóny do batérie na sekundárnu výmenu tepla, zatiaľ čo aktívne chladenie využíva výmenníky tepla chladiaca kvapalina-kvapalina motora alebo PTC elektrický ohrev/ohrievanie termálneho oleja na dosiahnutie primárneho chladenia.Vykurovanie, primárne chladenie s kabínou pre cestujúcich/klimatizácia chladivo-kvapalné médium.
Pre systémy tepelného manažmentu, ktoré využívajú vzduch a kvapalinu ako médium, je štruktúra príliš veľká a zložitá kvôli potrebe ventilátorov, vodných čerpadiel, výmenníkov tepla, ohrievačov, potrubí a iného príslušenstva a tiež spotrebúva energiu batérie a znižuje energiu batérie. .hustota a hustota energie.
Vodou chladený chladiaci systém batérie využíva chladiacu kvapalinu (50 % vody/50 % etylénglykolu) na prenos tepla batérie do chladiaceho systému klimatizácie cez chladič batérie a potom do okolia cez kondenzátor.Teplota vody na vstupe batérie je ochladzovaná batériou. Po výmene tepla je ľahké dosiahnuť nižšiu teplotu a batériu je možné nastaviť tak, aby fungovala v najlepšom rozsahu pracovných teplôt;princíp systému je znázornený na obrázku.Medzi hlavné komponenty chladiaceho systému patria: kondenzátor, elektrický kompresor, výparník, expanzný ventil s uzatváracím ventilom, chladič batérie (expanzný ventil s uzatváracím ventilom) a potrubia klimatizácie atď.;okruh chladiacej vody obsahuje: elektrické vodné čerpadlo, akumulátor (vrátane chladiacich dosiek), chladiče akumulátorov, vodovodné potrubia, expanzné nádoby a ďalšie príslušenstvo.
Čas odoslania: 27. apríla 2023
