1. Karakteristike litijumskih baterija za nova energetska vozila
Litijumske baterije uglavnom imaju prednosti niske stope samopražnjenja, velike gustine energije, velikog vremena ciklusa i visoke radne efikasnosti tokom upotrebe.Upotreba litijumskih baterija kao glavnog uređaja za napajanje za novu energiju je ekvivalentna dobijanju dobrog izvora energije.Stoga je u sastavu glavnih komponenti novih energetskih vozila, litijumska baterija koja se odnosi na ćeliju litijumske baterije postala njegova najvažnija jezgra i osnovni deo koji obezbeđuje napajanje.Tokom procesa rada litijumskih baterija postoje određeni zahtevi za okruženje.Prema eksperimentalnim rezultatima, optimalna radna temperatura održava se na 20°C do 40°C.Jednom kada temperatura oko baterije pređe navedenu granicu, performanse litijumske baterije će biti znatno smanjene, a životni vek će biti znatno smanjen.Budući da je temperatura oko litijumske baterije preniska, konačni kapacitet pražnjenja i napon pražnjenja će odstupiti od unaprijed postavljenog standarda i doći će do oštrog pada.
Ako je temperatura okoline previsoka, vjerovatnoća toplotnog odlaska litijumske baterije će biti znatno povećana, a unutrašnja toplota će se skupiti na određenoj lokaciji, uzrokujući ozbiljne probleme sa akumulacijom toplote.Ako se ovaj dio topline ne može nesmetano izvoziti, uz produženo vrijeme rada litijumske baterije, baterija je sklona eksploziji.Ova sigurnosna opasnost predstavlja veliku prijetnju osobnoj sigurnosti, tako da se litijumske baterije moraju oslanjati na elektromagnetne uređaje za hlađenje kako bi poboljšali sigurnosne performanse cjelokupne opreme tokom rada.Može se vidjeti da kada istraživači kontroliraju temperaturu litijumskih baterija, moraju racionalno koristiti vanjske uređaje za izvoz topline i kontrolu optimalne radne temperature litijumskih baterija.Nakon što kontrola temperature dostigne odgovarajuće standarde, cilj bezbedne vožnje novih energetskih vozila teško da će biti ugrožen.
2. Mehanizam za proizvodnju topline litijumske baterije za novu energiju vozila
Iako se ove baterije mogu koristiti kao uređaji za napajanje, u procesu stvarne primjene razlike između njih su očiglednije.Neki akumulatori imaju veće nedostatke, pa bi proizvođači novih energetskih vozila trebali pažljivo birati.Na primjer, olovno-kiselinska baterija daje dovoljnu snagu za srednju granu, ali će tokom rada uzrokovati veliku štetu okolnom okruženju, a ta šteta će kasnije biti nepopravljiva.Zbog toga je, kako bi zaštitila ekološku sigurnost, zemlja stavila olovne baterije na listu zabranjenih.Tokom perioda razvoja, nikl-metal hidridne baterije su dobile dobre mogućnosti, razvojna tehnologija je postepeno sazrevala, a širio se i opseg primene.Međutim, u poređenju sa litijumskim baterijama, njegovi nedostaci su malo očigledni.Na primjer, običnim proizvođačima baterija je teško kontrolirati troškove proizvodnje nikl-metal hidridnih baterija.Kao rezultat toga, cijena nikl-hidrogen baterija na tržištu je ostala visoka.Neki brendovi novih energetskih vozila koji teže isplativim performansama teško da će ih koristiti kao auto-dijelove.Što je još važnije, Ni-MH baterije su daleko osjetljivije na temperaturu okoline od litijumskih baterija i vjerovatnije su da će se zapaliti zbog visokih temperatura.Nakon višestrukih poređenja, litijumske baterije se ističu i sada se široko koriste u vozilima nove energije.
Razlog zašto litijumske baterije mogu da obezbede energiju za vozila nove energije je upravo zato što njihove pozitivne i negativne elektrode imaju aktivne materijale.Tokom procesa kontinuiranog ugradnje i ekstrakcije materijala dobija se velika količina električne energije, a zatim se po principu konverzije energije električna energija i kinetička energija da bi se postigla svrha razmene, isporučujući tako snažnu snagu do vozila nove energije, mogu ostvariti svrhu hodanja s automobilom.Istovremeno, kada ćelija litijumske baterije prolazi kroz hemijsku reakciju, ona će imati funkciju apsorbovanja toplote i oslobađanja toplote do potpune konverzije energije.Osim toga, atom litija nije statičan, može se kontinuirano kretati između elektrolita i dijafragme, a postoji polarizacijski unutarnji otpor.
Sada će se i toplota oslobađati na odgovarajući način.Međutim, temperatura oko litijumske baterije novih energetskih vozila je previsoka, što lako može dovesti do raspadanja pozitivnih i negativnih separatora.Osim toga, sastav nove energetske litijumske baterije sastoji se od više paketa baterija.Toplina koju stvaraju svi paketi baterija daleko premašuje toplinu jedne baterije.Kada temperatura pređe unaprijed određenu vrijednost, baterija je izuzetno sklona eksploziji.
3. Ključne tehnologije sistema upravljanja temperaturom baterije
Sistemu upravljanja baterijama novih energetskih vozila, kako u zemlji, tako iu inostranstvu, posvetili su visok stepen pažnje, pokrenuli niz istraživanja i dobili brojne rezultate.Ovaj članak će se fokusirati na tačnu procjenu preostale snage baterije u sistemu upravljanja toplinom baterije novog energetskog vozila, upravljanje balansom baterije i ključne tehnologije primijenjene usistem upravljanja toplotom.
3.1 Metoda procjene preostale snage sistema upravljanja toplinom baterije
Istraživači su uložili mnogo energije i mukotrpnih napora u procjenu SOC-a, uglavnom koristeći algoritme naučnih podataka kao što su integralna metoda amper-sata, metoda linearnog modela, metoda neuronske mreže i metoda Kalmanovog filtera kako bi napravili veliki broj simulacijskih eksperimenata.Međutim, prilikom primjene ove metode često se javljaju greške u proračunu.Ako se greška ne ispravi na vrijeme, jaz između rezultata proračuna postaje sve veći i veći.Da bi nadoknadili ovaj nedostatak, istraživači obično kombinuju Anshi metodu evaluacije sa drugim metodama kako bi verifikovali jedni druge, kako bi dobili najtačnije rezultate.Uz točne podatke, istraživači mogu precizno procijeniti struju pražnjenja baterije.
3.2 Uravnoteženo upravljanje sistemom upravljanja termičkom baterijom
Upravljanje balansom sistema za upravljanje toplotom baterije uglavnom se koristi za koordinaciju napona i snage svakog dela baterije.Nakon što se različite baterije koriste u različitim dijelovima, snaga i napon će biti različiti.U ovom trenutku, upravljanje ravnotežom treba koristiti kako bi se eliminirala razlika između to dvoje.Nedosljednost.Trenutno najrasprostranjenija tehnika upravljanja bilansom
Uglavnom se dijeli na dvije vrste: pasivno izjednačavanje i aktivno izjednačavanje.Iz perspektive primjene, principi implementacije koje koriste ove dvije vrste metoda izjednačavanja su prilično različite.
(1) Pasivna ravnoteža.Princip pasivnog izjednačavanja koristi proporcionalni odnos između snage baterije i napona, zasnovan na podacima o naponu jednog niza baterija, a konverzija dvaju se generalno postiže pražnjenjem otpora: energija baterije velike snage stvara toplotu. kroz otporno grijanje, zatim se raspršuje kroz zrak kako bi se postigla svrha gubitka energije.Međutim, ova metoda ekvilizacije ne poboljšava efikasnost korištenja baterije.Osim toga, ako je rasipanje topline neravnomjerno, baterija neće moći izvršiti zadatak upravljanja toplinom baterije zbog problema pregrijavanja.
(2) Aktivno stanje.Aktivna ravnoteža je nadograđeni proizvod pasivne ravnoteže, koji nadoknađuje nedostatke pasivne ravnoteže.Sa stanovišta principa realizacije, princip aktivnog izjednačavanja se ne odnosi na princip pasivnog izjednačavanja, već usvaja potpuno drugačiji novi koncept: aktivno izjednačavanje ne pretvara električnu energiju baterije u toplotnu energiju i raspršuje je. , tako da se visoka energija prenosi Energija iz baterije se prenosi na bateriju niske energije.Štaviše, ova vrsta prijenosa ne krši zakon očuvanja energije, a ima prednosti niskih gubitaka, visoke efikasnosti korištenja i brzih rezultata.Međutim, struktura sastava upravljanja bilansom je relativno komplikovana.Ako tačka balansa nije pravilno kontrolisana, to može uzrokovati nepovratno oštećenje kompleta baterija za napajanje zbog njegove prevelike veličine.Ukratko, i aktivno i pasivno upravljanje bilansom imaju nedostatke i prednosti.U specifičnim primenama, istraživači mogu da biraju prema kapacitetu i broju nizova litijumskih baterija.Paketi litijumskih baterija malog kapaciteta i malog broja pogodni su za pasivno upravljanje ekvilizacijom, a litijumske baterije velikog kapaciteta i velikog broja pogodne su za upravljanje aktivnom ekvilizacijom.
3.3 Glavne tehnologije koje se koriste u sistemu upravljanja termičkom baterijom
(1) Odredite optimalni opseg radne temperature baterije.Sistem upravljanja toplotom se uglavnom koristi za koordinaciju temperature oko baterije, tako da kako bi se osigurao efekat primene sistema za upravljanje toplotom, ključna tehnologija koju su razvili istraživači uglavnom se koristi za određivanje radne temperature baterije.Sve dok se temperatura baterije održava u odgovarajućem rasponu, litijumska baterija uvijek može biti u najboljem radnom stanju, pružajući dovoljno snage za rad novih energetskih vozila.Na ovaj način, performanse litijumskih baterija novih energetskih vozila uvijek mogu biti u odličnom stanju.
(2) Proračun termičkog raspona baterije i predviđanje temperature.Ova tehnologija uključuje veliki broj proračuna matematičkih modela.Naučnici koriste odgovarajuće metode proračuna kako bi dobili temperaturnu razliku unutar baterije i koriste je kao osnovu za predviđanje mogućeg termičkog ponašanja baterije.
(3) Izbor medija za prenos toplote.Vrhunske performanse sistema upravljanja toplotom zavise od izbora medija za prenos toplote.Većina sadašnjih vozila nove energije koristi vazduh/rashladnu tečnost kao rashladni medij.Ova metoda hlađenja je jednostavna za rukovanje, niske cijene proizvodnje i može dobro postići svrhu odvođenja topline baterije.(PTC grijač zraka/PTC grijač rashladne tekućine)
(4) Usvojiti paralelnu ventilaciju i dizajn strukture za disipaciju topline.Dizajn ventilacije i disipacije toplote između litijumskih baterija može proširiti protok vazduha tako da se može ravnomerno rasporediti među baterijskim paketima, efikasno rešavajući temperaturnu razliku između baterijskih modula.
(5) Odabir tačke mjerenja ventilatora i temperature.U ovom modulu, istraživači su koristili veliki broj eksperimenata za teorijske proračune, a zatim su koristili metode mehanike fluida da bi dobili vrijednosti potrošnje energije ventilatora.Nakon toga, istraživači će koristiti konačne elemente kako bi pronašli najprikladniju tačku mjerenja temperature kako bi precizno dobili podatke o temperaturi baterije.
Vrijeme objave: Jun-25-2023
