Technológia tepelného manažmentu pre čisto elektrické vozidlá

Systém tepelného manažmentu čisto elektrických vozidiel nielenže zaisťuje pohodlné prostredie pre vodiča, ale tiež reguluje teplotu, vlhkosť, teplotu privádzaného vzduchu atď. vnútorného prostredia. Reguluje predovšetkým teplotu batérie. Regulácia teploty batérie slúži na zaistenie bezpečnosti elektrického vozidla. Je to dôležitý predpoklad pre efektívnu a bezpečnú prevádzku automobilov.

Existuje mnoho metód chladenia batérií, ktoré možno rozdeliť na vzduchové chladenie, kvapalinové chladenie, chladenie chladičom, chladenie materiálom s fázovou zmenou a chladenie tepelnými trubicami.

Príliš vysoká alebo príliš nízka teplota ovplyvní výkon lítium-iónových batérií, ale rôzne teploty majú rôzne účinky na vnútornú štruktúru batérie a iónové chemické reakcie.

Pri nízkych teplotách je iónová vodivosť elektrolytu počas nabíjania a vybíjania nízka a impedancie na rozhraní kladnej a zápornej elektródy/elektrolytu a zápornej elektródy/elektrolytu sú vysoké, čo ovplyvňuje impedanciu prenosu náboja na povrchu kladnej a zápornej elektródy a rýchlosť difúzie lítiových iónov v zápornej elektróde, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje kľúčové ukazovatele, ako je rýchlosť vybíjania batérie a účinnosť nabíjania a vybíjania. Pri nízkych teplotách časť rozpúšťadla v elektrolyte batérie stuhne, čo sťažuje migráciu lítiových iónov. S klesajúcou teplotou sa impedancia elektrochemickej reakcie soli elektrolytu bude naďalej zvyšovať a disociačná konštanta jej iónov sa bude tiež naďalej znižovať. Tieto faktory vážne ovplyvňujú rýchlosť pohybu iónov v elektrolyte, čo znižuje rýchlosť elektrochemickej reakcie. Počas procesu nabíjania batérie pri nízkej teplote sťažená migrácia lítiových iónov spustí redukciu lítiových iónov na kovové lítiové dendrity, čo vedie k rozkladu elektrolytu a zvýšenej koncentračnej polarizácii. Navyše, ostré uhly tohto lítiovo-kovového dendritu môžu ľahko prepichnúť vnútorný separátor batérie, čo spôsobí skrat v batérii a následne bezpečnostnú nehodu.

Vysoká teplota nespôsobí stuhnutie elektrolytového rozpúšťadla ani nezníži rýchlosť difúzie iónov elektrolytických solí; naopak, vysoká teplota zvýši aktivitu elektrochemických reakcií materiálu, zvýši rýchlosť difúzie iónov a urýchli migráciu lítiových iónov, takže v istom zmysle vysoké teploty pomáhajú zlepšiť výkon nabíjania a vybíjania lítium-iónových batérií. Avšak, keď je teplota príliš vysoká, urýchli sa rozkladná reakcia filmu SEI, reakcia medzi lítiom zaliatym uhlíkom a elektrolytom, reakcia medzi lítiom zaliatym uhlíkom a lepidlom, rozkladná reakcia elektrolytu a rozkladná reakcia katódového materiálu, čo vážne ovplyvňuje životnosť a výkon batérie. Použiteľný výkon. Vyššie uvedené reakcie sú takmer všetky nezvratné. Keď sa zrýchli rýchlosť reakcie, množstvo materiálov dostupných pre reverzibilné elektrochemické reakcie vo vnútri batérie sa rýchlo zníži, čo spôsobí, že výkon batérie sa v krátkom čase zníži. A keď teplota batérie naďalej stúpa nad bezpečnú teplotu batérie, vo vnútri batérie spontánne dôjde k rozkladnej reakcii elektrolytu a elektród, čo vo veľmi krátkom čase vygeneruje veľké množstvo tepla, to znamená, že dôjde k tepelnému poškodeniu batérie, ktoré spôsobí jej úplné zničenie. V malom priestore batériového boxu je ťažké teplo včas rozptýliť a teplo sa rýchlo akumuluje v krátkom čase. To s veľkou pravdepodobnosťou spôsobí rýchle šírenie tepelného poškodenia batérie, čo spôsobí dymenie, samovznietenie alebo dokonca výbuch batérie.