1. Charakteristika lítiových batérií pre nové energetické vozidlá
Lítiové batérie majú predovšetkým výhody nízkej rýchlosti samovybíjania, vysokej hustoty energie, vysokých cyklov a vysokej prevádzkovej účinnosti počas používania.Používanie lítiových batérií ako hlavného napájacieho zariadenia pre novú energiu je ekvivalentné získaniu dobrého zdroja energie.Preto v zložení hlavných komponentov nových energetických vozidiel sa lítiová batéria súvisiaca s lítiovým batériovým článkom stala jej najdôležitejším základným komponentom a hlavnou časťou, ktorá poskytuje energiu.Počas pracovného procesu lítiových batérií existujú určité požiadavky na okolité prostredie.Podľa experimentálnych výsledkov je optimálna pracovná teplota udržiavaná na 20°C až 40°C.Akonáhle teplota okolo batérie prekročí špecifikovaný limit, výkon lítiovej batérie sa výrazne zníži a životnosť sa výrazne zníži.Pretože teplota v okolí lítiovej batérie je príliš nízka, konečná kapacita vybíjania a vybíjacie napätie sa budú líšiť od prednastavenej normy a dôjde k prudkému poklesu.
Ak je okolitá teplota príliš vysoká, pravdepodobnosť tepelného úniku lítiovej batérie sa výrazne zvýši a vnútorné teplo sa bude zhromažďovať na určitom mieste, čo spôsobí vážne problémy s akumuláciou tepla.Ak sa táto časť tepla nedá plynulo odviesť, spolu s predĺženým pracovným časom lítiovej batérie je batéria náchylná na výbuch.Toto bezpečnostné riziko predstavuje veľkú hrozbu pre osobnú bezpečnosť, takže lítiové batérie sa musia pri práci spoliehať na elektromagnetické chladiace zariadenia, aby sa zlepšila bezpečnosť celého zariadenia.Je vidieť, že keď výskumníci kontrolujú teplotu lítiových batérií, musia racionálne využívať externé zariadenia na export tepla a kontrolu optimálnej pracovnej teploty lítiových batérií.Keď regulácia teploty dosiahne zodpovedajúce normy, cieľ bezpečnej jazdy nových energetických vozidiel bude sotva ohrozený.
2. Mechanizmus generovania tepla novej napájacej lítiovej batérie vozidla
Hoci tieto batérie možno použiť ako napájacie zariadenia, v procese skutočnej aplikácie sú rozdiely medzi nimi zreteľnejšie.Niektoré batérie majú väčšie nevýhody, takže výrobcovia nových energetických vozidiel by si mali vyberať opatrne.Napríklad olovený akumulátor poskytuje dostatočný výkon pre strednú vetvu, no pri svojej prevádzke spôsobí veľké škody na okolitom prostredí a toto poškodenie bude neskôr nenapraviteľné.Preto v záujme ochrany ekologickej bezpečnosti krajina zaradila olovené batérie do zoznamu zakázaných.Počas obdobia vývoja dostali nikel-metal hydridové batérie dobré príležitosti, vývojová technológia postupne dozrela a rozšíril sa aj rozsah použitia.V porovnaní s lítiovými batériami sú však jeho nevýhody mierne zrejmé.Pre bežných výrobcov batérií je napríklad ťažké kontrolovať výrobné náklady nikel-metal hydridových batérií.V dôsledku toho cena niklovo-vodíkových batérií na trhu zostala vysoká.Niektoré nové značky energetických vozidiel, ktoré sledujú nákladovú výkonnosť, sotva zvážia ich použitie ako autodielov.Ešte dôležitejšie je, že Ni-MH batérie sú oveľa citlivejšie na okolitú teplotu ako lítiové batérie a je pravdepodobnejšie, že sa vznietia v dôsledku vysokých teplôt.Po viacerých porovnaniach vynikajú lítiové batérie, ktoré sa teraz široko používajú v nových energetických vozidlách.
Dôvodom, prečo lítiové batérie môžu poskytovať energiu pre nové energetické vozidlá, je práve to, že ich kladné a záporné elektródy majú aktívne materiály.Počas procesu kontinuálneho zalievania a ťažby materiálov sa získava veľké množstvo elektrickej energie a potom podľa princípu premeny energie elektrická energia a kinetická energia, aby sa dosiahol účel výmeny, čím sa dodáva silný výkon do nové energetické vozidlá, môžu dosiahnuť účel chôdze s autom.Súčasne, keď článok lítiovej batérie prejde chemickou reakciou, bude mať funkciu absorbovať teplo a uvoľniť teplo na dokončenie premeny energie.Atóm lítia navyše nie je statický, môže sa nepretržite pohybovať medzi elektrolytom a membránou a existuje polarizačný vnútorný odpor.
Teraz sa teplo bude tiež primerane uvoľňovať.Teplota okolo lítiovej batérie nových energetických vozidiel je však príliš vysoká, čo môže ľahko viesť k rozkladu kladných a záporných separátorov.Okrem toho sa zloženie novej energetickej lítiovej batérie skladá z viacerých batériových blokov.Teplo generované všetkými batériami ďaleko prevyšuje teplo jednej batérie.Keď teplota prekročí vopred stanovenú hodnotu, batéria je extrémne náchylná na výbuch.
3. Kľúčové technológie systému tepelného manažmentu batérie
Systému správy batérií nových energetických vozidiel sa doma aj v zahraničí venovala veľká pozornosť, spustila sa séria výskumov a dosiahlo sa množstvo výsledkov.Tento článok sa zameria na presné vyhodnotenie zostávajúcej energie batérie nového systému tepelného manažmentu batérie energetického vozidla, správu vyváženia batérie a kľúčové technológie používané vsystém tepelného manažmentu.
3.1 Metóda hodnotenia zvyškového výkonu systému riadenia teploty batérie
Výskumníci investovali veľa energie a starostlivého úsilia do hodnotenia SOC, hlavne pomocou vedeckých dátových algoritmov, ako je integrálna metóda v ampérhodinách, metóda lineárneho modelu, metóda neurónovej siete a metóda Kalmanovho filtra na vykonanie veľkého počtu simulačných experimentov.Pri aplikácii tejto metódy sa však často vyskytujú chyby vo výpočtoch.Ak sa chyba včas neopraví, bude rozdiel medzi výsledkami výpočtu čoraz väčší.Aby sa tento nedostatok vyrovnal, výskumníci zvyčajne kombinujú metódu hodnotenia Anshi s inými metódami, aby sa navzájom overili, aby získali čo najpresnejšie výsledky.S presnými údajmi môžu výskumníci presne odhadnúť vybíjací prúd batérie.
3.2 Vyvážené riadenie systému riadenia teploty batérie
Riadenie rovnováhy systému tepelného manažmentu batérie sa používa hlavne na koordináciu napätia a výkonu každej časti napájacej batérie.Po použití rôznych batérií v rôznych častiach sa výkon a napätie budú líšiť.V súčasnosti by sa na odstránenie rozdielu medzi nimi malo použiť riadenie rovnováhy.Nedôslednosť.V súčasnosti najpoužívanejšia technika riadenia rovnováhy
Delí sa hlavne na dva typy: pasívne vyrovnávanie a aktívne vyrovnávanie.Z hľadiska aplikácie sú implementačné princípy používané týmito dvoma typmi vyrovnávacích metód značne odlišné.
(1) Pasívny zostatok.Princíp pasívneho vyrovnávania využíva proporcionálny vzťah medzi výkonom batérie a napätím na základe údajov o napätí jedného reťazca batérií a konverzia týchto dvoch sa vo všeobecnosti dosahuje odporovým vybíjaním: energia batérie s vysokým výkonom vytvára teplo. prostredníctvom odporového ohrevu, potom sa rozptýli vzduchom, aby sa dosiahol účel straty energie.Táto metóda vyrovnávania však nezlepšuje efektívnosť používania batérie.Okrem toho, ak je rozptyl tepla nerovnomerný, batéria nebude schopná dokončiť úlohu tepelného manažmentu batérie kvôli problému s prehriatím.
(2) Aktívny zostatok.Aktívny zostatok je vylepšený produkt pasívneho zostatku, ktorý kompenzuje nevýhody pasívneho zostatku.Princíp aktívneho vyrovnávania sa z hľadiska princípu realizácie neodvoláva na princíp pasívneho vyrovnávania, ale prijíma úplne iný nový koncept: aktívne vyrovnávanie nepremieňa elektrickú energiu batérie na tepelnú energiu a rozptyľuje ju. , takže sa prenáša vysoká energia Energia z batérie sa prenáša do nízkoenergetickej batérie.Okrem toho tento druh prenosu neporušuje zákon o úspore energie a má výhody nízkej straty, vysokej účinnosti použitia a rýchlych výsledkov.Štruktúra zloženia bilancie je však pomerne komplikovaná.Ak bod rovnováhy nie je správne kontrolovaný, môže to spôsobiť nevratné poškodenie napájacej batérie v dôsledku jej nadmernej veľkosti.Stručne povedané, aktívna správa zostatku aj správa pasívneho zostatku majú nevýhody a výhody.V špecifických aplikáciách si výskumníci môžu vybrať podľa kapacity a počtu reťazcov lítiových batérií.Nízkokapacitné lítiové batérie s nízkym počtom sú vhodné na pasívnu správu ekvalizácie a vysokokapacitné vysokokapacitné lítiové batérie s vysokým počtom sú vhodné na aktívnu správu ekvalizácie.
3.3 Hlavné technológie používané v systéme riadenia teploty batérie
(1) Určite optimálny rozsah prevádzkovej teploty batérie.Systém tepelného manažmentu sa používa hlavne na koordináciu teploty okolo batérie, takže s cieľom zabezpečiť aplikačný efekt systému tepelného manažmentu sa kľúčová technológia vyvinutá výskumníkmi používa hlavne na určenie pracovnej teploty batérie.Pokiaľ sa teplota batérie udržiava v primeranom rozsahu, lítiová batéria môže byť vždy v najlepšom prevádzkovom stave a poskytuje dostatok energie na prevádzku nových energetických vozidiel.Týmto spôsobom môže byť výkon lítiovej batérie nových energetických vozidiel vždy vo výbornom stave.
(2) Výpočet tepelného dosahu batérie a predpoveď teploty.Táto technológia zahŕňa veľké množstvo výpočtov matematických modelov.Vedci používajú zodpovedajúce metódy výpočtu na získanie teplotného rozdielu vo vnútri batérie a používajú to ako základ na predpovedanie možného tepelného správania batérie.
(3) Výber teplonosného média.Špičkový výkon systému tepelného manažmentu závisí od výberu teplonosného média.Väčšina súčasných nových energetických vozidiel používa ako chladiace médium vzduch/chladivo.Táto metóda chladenia je jednoduchá na obsluhu, nízke výrobné náklady a môže dobre dosiahnuť účel odvádzania tepla z batérie.(PTC ohrievač vzduchu/Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC)
(4) Prijať dizajn konštrukcie paralelného vetrania a odvodu tepla.Konštrukcia ventilácie a odvodu tepla medzi lítiovými batériovými jednotkami môže rozšíriť prúdenie vzduchu tak, aby mohol byť rovnomerne rozdelený medzi batériové jednotky, čím sa efektívne vyrieši teplotný rozdiel medzi batériovými modulmi.
(5) Výber bodu merania ventilátora a teploty.V tomto module výskumníci použili veľké množstvo experimentov na teoretické výpočty a potom použili metódy mechaniky tekutín na získanie hodnôt spotreby energie ventilátora.Potom výskumníci použijú konečné prvky na nájdenie najvhodnejšieho bodu merania teploty, aby presne získali údaje o teplote batérie.
Čas odoslania: 25. júna 2023
