1. Karakteristike litijumskih baterija za vozila s novim izvorima energije
Litijum baterije uglavnom imaju prednosti niske stope samopražnjenja, visoke gustine energije, dugog ciklusa rada i visoke radne efikasnosti tokom upotrebe. Korištenje litijum baterija kao glavnog uređaja za napajanje novih energija ekvivalentno je dobijanju dobrog izvora energije. Stoga je u sastavu glavnih komponenti vozila s novim izvorima energije, litijum baterijski paket, koji se odnosi na litijumsku baterijsku ćeliju, postao njihova najvažnija osnovna komponenta i osnovni dio koji obezbjeđuje napajanje. Tokom radnog procesa litijum baterija, postoje određeni zahtjevi za okolno okruženje. Prema eksperimentalnim rezultatima, optimalna radna temperatura se održava na 20°C do 40°C. Kada temperatura oko baterije pređe određenu granicu, performanse litijum baterije će se znatno smanjiti, a vijek trajanja će se znatno smanjiti. Budući da je temperatura oko litijum baterije preniska, konačni kapacitet pražnjenja i napon pražnjenja će odstupati od unaprijed postavljenog standarda i doći će do naglog pada.
Ako je temperatura okoline previsoka, vjerovatnoća termičkog gubitka litijum baterije će se znatno povećati, a unutrašnja toplota će se nakupljati na određenom mjestu, uzrokujući ozbiljne probleme s akumulacijom toplote. Ako se ovaj dio toplote ne može nesmetano odvesti, uz produženo vrijeme rada litijum baterije, baterija je sklona eksploziji. Ova sigurnosna opasnost predstavlja veliku prijetnju ličnoj sigurnosti, pa se litijum baterije moraju oslanjati na elektromagnetne uređaje za hlađenje kako bi se poboljšale sigurnosne performanse cijele opreme tokom rada. Može se vidjeti da kada istraživači kontrolišu temperaturu litijum baterija, moraju racionalno koristiti vanjske uređaje za odvođenje toplote i kontrolu optimalne radne temperature litijum baterija. Nakon što kontrola temperature dostigne odgovarajuće standarde, cilj sigurne vožnje vozila na novu energiju teško da će biti ugrožen.
2. Mehanizam generiranja topline nove litijske baterije za napajanje vozila
Iako se ove baterije mogu koristiti kao uređaji za napajanje, u procesu stvarne primjene, razlike među njima su očiglednije. Neke baterije imaju veće nedostatke, pa proizvođači vozila s novim izvorima energije trebaju pažljivo birati. Na primjer, olovno-kiselinska baterija pruža dovoljno snage za srednju granu, ali će uzrokovati veliku štetu okolnom okruženju tokom rada, a ta šteta će kasnije biti nepopravljiva. Stoga, kako bi se zaštitila ekološka sigurnost, zemlja je stavila olovno-kiselinske baterije na listu zabranjenih. Tokom perioda razvoja, nikl-metal hidridne baterije su dobile dobre prilike, tehnologija razvoja je postepeno sazrijevala, a opseg primjene se također proširio. Međutim, u poređenju s litijumskim baterijama, njihovi nedostaci su pomalo očigledni. Na primjer, običnim proizvođačima baterija je teško kontrolisati troškove proizvodnje nikl-metal hidridnih baterija. Kao rezultat toga, cijena nikl-hidridnih baterija na tržištu je ostala visoka. Neki brendovi vozila s novim izvorima energije koji teže isplativosti teško će razmotriti njihovu upotrebu kao autodijelova. Što je još važnije, Ni-MH baterije su mnogo osjetljivije na temperaturu okoline od litijumskih baterija i vjerovatnije će se zapaliti zbog visokih temperatura. Nakon višestrukih poređenja, litijumske baterije se ističu i sada se široko koriste u vozilima na nove izvore energije.
Razlog zašto litijumske baterije mogu obezbijediti napajanje za vozila s novom energijom je upravo taj što njihove pozitivne i negativne elektrode sadrže aktivne materijale. Tokom procesa kontinuiranog ugrađivanja i vađenja materijala, dobija se velika količina električne energije, a zatim se, prema principu konverzije energije, električna i kinetička energija razmjenjuju kako bi se postigla svrha, čime se isporučuje snažna snaga vozilima s novom energijom, što može postići svrhu kretanja s automobilom. Istovremeno, kada ćelija litijumske baterije prođe kroz hemijsku reakciju, ona će imati funkciju apsorpcije toplote i oslobađanja toplote kako bi se završila konverzija energije. Osim toga, atom litijuma nije statičan, može se kontinuirano kretati između elektrolita i dijafragme, te postoji unutrašnji polarizacijski otpor.
Sada će se i toplota oslobađati na odgovarajući način. Međutim, temperatura oko litijum baterije vozila na novu energiju je previsoka, što lako može dovesti do raspadanja pozitivnih i negativnih separatora. Osim toga, sastav litijum baterije na novu energiju sastoji se od više baterijskih paketa. Toplina koju generišu svi baterijski paketi daleko premašuje toplinu jedne baterije. Kada temperatura pređe unaprijed određenu vrijednost, baterija je izuzetno sklona eksploziji.
3. Ključne tehnologije sistema za upravljanje temperaturom baterije
Sistemu upravljanja baterijama vozila na novi pogon posvećena je velika pažnja, pokrenut je niz istraživanja i postignuti su brojni rezultati. Ovaj članak će se fokusirati na tačnu procjenu preostale snage baterije sistema termičkog upravljanja baterijama vozila na novi pogon, upravljanje balansom baterije i ključne tehnologije primijenjene u...sistem termalnog upravljanja.
3.1 Metoda procjene preostale snage sistema za termičko upravljanje baterijom
Istraživači su uložili mnogo energije i mukotrpnog truda u procjenu stanja napunjenosti baterije (SOC), uglavnom koristeći naučne algoritme podataka kao što su metoda integrala amper-sati, metoda linearnog modela, metoda neuronskih mreža i metoda Kalmanovog filtera kako bi proveli veliki broj simulacijskih eksperimenata. Međutim, greške u proračunu često se javljaju tokom primjene ove metode. Ako se greška ne ispravi na vrijeme, jaz između rezultata proračuna će postajati sve veći i veći. Kako bi nadoknadili ovaj nedostatak, istraživači obično kombinuju Anshijevu metodu procjene s drugim metodama kako bi se međusobno provjerili, te tako dobili najtačnije rezultate. S tačnim podacima, istraživači mogu precizno procijeniti struju pražnjenja baterije.
3.2 Uravnoteženo upravljanje sistemom termalnog upravljanja baterijom
Upravljanje balansom sistema za termičko upravljanje baterijom se uglavnom koristi za koordinaciju napona i snage svakog dijela baterije. Nakon što se različite baterije koriste u različitim dijelovima, snaga i napon će biti različiti. U ovom slučaju, upravljanje balansom treba koristiti kako bi se eliminisala razlika između ta dva. Nedosljednost. Trenutno najšire korištena tehnika upravljanja balansom...
Uglavnom se dijeli na dvije vrste: pasivno izjednačavanje i aktivno izjednačavanje. Sa stanovišta primjene, principi implementacije koje koriste ove dvije vrste metoda izjednačavanja su prilično različiti.
(1) Pasivno balansiranje. Princip pasivnog izjednačavanja koristi proporcionalni odnos između snage baterije i napona, na osnovu podataka o naponu jednog niza baterija, a konverzija ta dva se uglavnom postiže putem otpornog pražnjenja: energija baterije velike snage generira toplinu putem otpornog zagrijavanja, a zatim se raspršuje kroz zrak kako bi se postigao cilj gubitka energije. Međutim, ova metoda izjednačavanja ne poboljšava efikasnost korištenja baterije. Osim toga, ako je rasipanje topline neravnomjerno, baterija neće moći izvršiti zadatak termičkog upravljanja baterijom zbog problema pregrijavanja.
(2) Aktivni balans. Aktivni balans je nadograđeni proizvod pasivnog balansa, koji nadoknađuje nedostatke pasivnog balansa. 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, već je rasipa, tako da se visoka energija prenosi iz baterije na niskoenergetsku bateriju. Štaviše, ova vrsta prenosa ne krši zakon o očuvanju energije i ima prednosti malih gubitaka, visoke efikasnosti korištenja i brzih rezultata. Međutim, struktura sastava upravljanja balansom je relativno složena. Ako tačka balansa nije pravilno kontrolisana, to može uzrokovati nepovratna oštećenja baterijskog paketa zbog njegove prevelike veličine. Ukratko, i aktivno i pasivno upravljanje balansom imaju nedostatke i prednosti. U specifičnim primjenama, istraživači mogu praviti izbore prema kapacitetu i broju nizova litijumskih baterijskih paketa. Litijumske baterije malog kapaciteta i malog broja punjenja pogodne su za pasivno upravljanje izjednačavanjem, a litijumske baterije velikog kapaciteta i velike snage pogodne su za aktivno upravljanje izjednačavanjem.
3.3 Glavne tehnologije korištene u sistemu termalnog upravljanja baterijom
(1) Odrediti optimalni raspon radne temperature baterije. Sistem termičkog upravljanja se uglavnom koristi za koordinaciju temperature oko baterije, tako da bi se osigurao učinak primjene sistema termičkog upravljanja, ključna tehnologija koju su razvili istraživači se uglavnom koristi za određivanje radne temperature baterije. Sve dok se temperatura baterije održava unutar odgovarajućeg raspona, litijumska baterija uvijek može biti u najboljem radnom stanju, pružajući dovoljno snage za rad vozila na novu energiju. Na taj način, performanse litijumske baterije vozila na novu energiju uvijek mogu biti u odličnom stanju.
(2) Izračun termalnog raspona baterije i predviđanje temperature. Ova tehnologija uključuje veliki broj matematičkih modelnih proračuna. Naučnici koriste odgovarajuće metode proračuna kako bi dobili temperaturnu razliku unutar baterije i to koriste kao osnovu za predviđanje mogućeg termičkog ponašanja baterije.
(3) Izbor medija za prijenos topline. Vrhunske performanse sistema za upravljanje toplinom zavise od izbora medija za prijenos topline. Većina trenutnih vozila s novim izvorima energije koristi zrak/rashladnu tekućinu kao medij za hlađenje. Ova metoda hlađenja je jednostavna za rukovanje, ima niske troškove proizvodnje i može dobro postići svrhu odvođenja topline iz baterije.PTC grijač zraka/PTC grijač rashladne tečnosti)
(4) Usvojite dizajn paralelne ventilacije i strukture za odvođenje toplote. Dizajn ventilacije i odvođenja toplote između litijumskih baterijskih paketa može proširiti protok vazduha tako da se on ravnomjerno rasporedi među baterijskim paketima, efikasno rješavajući 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 za dobijanje vrijednosti potrošnje energije ventilatora. Nakon toga, istraživači će koristiti metodu konačnih elemenata kako bi pronašli najpogodniju tačku mjerenja temperature kako bi precizno dobili podatke o temperaturi baterije.
Vrijeme objave: 10. septembar 2024.
