Jedna od ključnih tehnologija novih energetskih vozila su akumulatori.Kvaliteta baterija određuje cijenu električnih vozila s jedne strane, i domet vožnje električnih vozila s druge strane.Ključni faktor za prihvatanje i brzo usvajanje.
Prema upotrebnim karakteristikama, zahtevima i oblastima primene energetskih baterija, istraživački i razvojni tipovi energetskih baterija u zemlji i inostranstvu su otprilike: olovno-kiselinske baterije, nikl-kadmijum baterije, nikl-metal hidridne baterije, litijum-jonske baterije, gorivne ćelije itd., među kojima se najviše pažnje posvećuje razvoju litijum-jonskih baterija.
Ponašanje stvaranja topline u bateriji
Izvor topline, brzina stvaranja topline, toplinski kapacitet baterije i drugi srodni parametri modula napajanja usko su povezani s prirodom baterije.Toplota koju oslobađa baterija zavisi od hemijske, mehaničke i električne prirode i karakteristika baterije, posebno prirode elektrohemijske reakcije.Toplotna energija nastala u reakciji baterije može se izraziti toplinom reakcije baterije Qr;elektrohemijska polarizacija uzrokuje da stvarni napon baterije odstupi od njegove ravnotežne elektromotorne sile, a gubitak energije uzrokovan polarizacijom baterije izražava se sa Qp.Pored reakcije baterije koja se odvija prema jednadžbi reakcije, postoje i neke nuspojave.Tipične nuspojave uključuju razgradnju elektrolita i samopražnjenje baterije.Toplina sporedne reakcije koja se stvara u ovom procesu je Qs.Osim toga, budući da će svaka baterija neizbježno imati otpor, džulova toplina Qj će se generirati kada struja prođe.Dakle, ukupna toplota baterije je zbir toplote sledećih aspekata: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Ovisno o specifičnom procesu punjenja (pražnjenja), različiti su i glavni faktori koji uzrokuju da baterija proizvodi toplinu.Na primjer, kada je baterija normalno napunjena, Qr je dominantan faktor;a u kasnijoj fazi punjenja baterije, zbog raspadanja elektrolita, počinju da se javljaju nuspojave (toplota sporedne reakcije je Qs), kada je baterija skoro potpuno napunjena i prenapunjena, Ono što se uglavnom dešava je raspadanje elektrolita, gde dominira Qs .Džoulova toplota Qj zavisi od struje i otpora.Uobičajena metoda punjenja se provodi pod konstantnom strujom, a Qj je specifična vrijednost u ovom trenutku.Međutim, tokom pokretanja i ubrzanja struja je relativno visoka.Za HEV, ovo je ekvivalentno struji od desetina ampera do stotina ampera.U ovom trenutku, džulova toplota Qj je veoma velika i postaje glavni izvor oslobađanja toplote baterije.
Iz perspektive upravljivosti termičkog upravljanja, sistemi upravljanja toplinom se mogu podijeliti u dva tipa: aktivni i pasivni.Iz perspektive medijuma za prenos toplote, sistemi za upravljanje toplotom se mogu podeliti na: vazdušno hlađene, hlađene tečnošću i termoakumulaciju sa promenom faze.
Upravljanje toplotom sa vazduhom kao medijumom za prenos toplote
Medijum za prenos toplote ima značajan uticaj na performanse i cenu sistema upravljanja toplotom.Upotreba zraka kao medija za prijenos topline je direktno uvođenje zraka tako da on struji kroz baterijski modul kako bi se postigla svrha odvođenja topline.Generalno, potrebni su ventilatori, ulazna i izlazna ventilacija i druge komponente.
Prema različitim izvorima usisavanja zraka, općenito postoje sljedeći oblici:
1 Pasivno hlađenje sa spoljašnjom ventilacijom
2. Pasivno hlađenje/grijanje za ventilaciju putničkog prostora
3. Aktivno hlađenje/grijanje vanjskog zraka ili zraka u putničkom prostoru
Struktura pasivnog sistema je relativno jednostavna i direktno koristi postojeće okruženje.Na primjer, ako bateriju treba zagrijati zimi, vruća okolina u putničkom prostoru može se koristiti za udisanje zraka.Ako je temperatura baterije previsoka tokom vožnje i efekat hlađenja vazduha u putničkoj kabini nije dobar, hladan vazduh spolja može da se udahne da se ohladi.
Za aktivni sistem potrebno je uspostaviti poseban sistem koji će pružati funkcije grijanja ili hlađenja i biti neovisno kontroliran prema statusu baterije, što također povećava potrošnju energije i troškove vozila.Izbor različitih sistema uglavnom zavisi od zahteva upotrebe baterije.
Termičko upravljanje sa tečnošću kao medijumom za prenos toplote
Za prijenos topline sa tekućinom kao medijem, potrebno je uspostaviti komunikaciju prijenosa topline između modula i tečnog medija, kao što je vodeni omotač, kako bi se indirektno zagrijavanje i hlađenje provodilo u obliku konvekcije i provođenja topline.Medij za prijenos topline može biti voda, etilen glikol ili čak rashladno sredstvo.Postoji i direktan prijenos topline uranjanjem polnog dijela u tekućinu dielektrika, ali se moraju poduzeti mjere izolacije kako bi se izbjegao kratki spoj.
Pasivno tečno hlađenje uglavnom koristi izmjenu topline tekućina-ambijent i zatim uvodi čahure u bateriju za sekundarnu izmjenu topline, dok aktivno hlađenje koristi srednje izmjenjivače topline rashladna tekućina-tečnost motora ili električno grijanje/grijanje termalnog ulja za postizanje primarnog hlađenja.Grijanje, primarno hlađenje sa klimom putničke kabine/klimom rashladno-tečno sredstvo.
Sistem upravljanja toplotom sa vazduhom i tečnošću kao medijumom zahteva ventilatore, vodene pumpe, izmenjivače toplote, grejače (PTC grijač zraka), cjevovodi i drugi dodaci koji čine strukturu prevelikom i složenom, a također troši energiju baterije, niz Gustina snage i gustina energije baterije su smanjeni.
(PTC rashladna tečnostgrijač) Sistem za hlađenje akumulatora sa vodenim hlađenjem koristi rashladno sredstvo (50% vode/50% etilen glikol) za prijenos topline od baterije do rashladnog sistema klima uređaja kroz hladnjak baterije, a zatim u okolinu kroz kondenzator.Uvezenu temperaturu vode lako je postići nižu temperaturu nakon izmjene topline od strane hladnjaka baterije, a baterija se može podesiti da radi na najboljem radnom temperaturnom rasponu;princip sistema je prikazan na slici.Glavne komponente rashladnog sistema uključuju: kondenzator, električni kompresor, isparivač, ekspanzioni ventil sa zaustavnim ventilom, hladnjak baterije (ekspanzioni ventil sa zaustavnim ventilom) i cijevi za klimatizaciju itd.;Krug rashladne vode uključuje:elektricna pumpa za vodu, baterije (uključujući ploče za hlađenje), hladnjake baterija, cijevi za vodu, ekspanzijske posude i drugi pribor.
Vrijeme objave: Jul-13-2023
