Toplotno upravljanje baterije
Med delovnim procesom baterije ima temperatura velik vpliv na njeno delovanje.Če je temperatura prenizka, lahko povzroči močno zmanjšanje zmogljivosti in moči baterije ter celo kratek stik baterije.Pomen toplotnega upravljanja baterije postaja vse bolj pomemben, saj je temperatura previsoka, kar lahko povzroči razgradnjo, korozijo, požar ali celo eksplozijo baterije.Delovna temperatura napajalne baterije je ključni dejavnik pri določanju zmogljivosti, varnosti in življenjske dobe baterije.Z vidika zmogljivosti bo prenizka temperatura povzročila zmanjšanje aktivnosti baterije, kar bo povzročilo zmanjšanje zmogljivosti polnjenja in praznjenja ter močan upad zmogljivosti baterije.Primerjava je pokazala, da je bila zmogljivost praznjenja baterije, ko je temperatura padla na 10 °C, 93 % tiste pri normalni temperaturi;ko pa je temperatura padla na -20°C, je bila izpraznjenost akumulatorja le 43 % tiste pri normalni temperaturi.
Raziskava Li Junqiuja in drugih je omenila, da se bodo z varnostnega vidika, če je temperatura previsoka, stranske reakcije baterije pospešile.Ko je temperatura blizu 60 °C, se notranji materiali/aktivne snovi baterije razgradijo, nato pa pride do "toplotnega pobega", kar povzroči nenaden dvig temperature, tudi do 400 ~ 1000 ℃, in nato povzroči požar in eksplozija.Če je temperatura prenizka, je treba vzdrževati nizko stopnjo polnjenja baterije, sicer bo baterija razgradila litij in povzročila notranji kratek stik, da se bo vnel.
Z vidika življenjske dobe baterije ni mogoče prezreti vpliva temperature na življenjsko dobo baterije.Odlaganje litija v baterijah, ki so nagnjene k polnjenju pri nizkih temperaturah, bo povzročilo, da se življenjska doba baterije hitro zmanjša na več desetkrat, visoka temperatura pa bo močno vplivala na koledarsko življenjsko dobo in življenjsko dobo baterije.Raziskava je pokazala, da je pri temperaturi 23 ℃ koledarska življenjska doba baterije z 80 % preostale zmogljivosti približno 6238 dni, ko pa temperatura naraste na 35 ℃, je koledarska življenjska doba približno 1790 dni, ko temperatura doseže 55 ℃, koledarska življenjska doba je približno 6238 dni.Samo 272 dni.
Trenutno je zaradi stroškov in tehničnih omejitev toplotno upravljanje baterije (BTMS) ni poenoten pri uporabi prevodnih medijev in ga je mogoče razdeliti na tri glavne tehnične poti: zračno hlajenje (aktivno in pasivno), hlajenje s tekočino in materiali za spremembo faze (PCM).Zračno hlajenje je razmeroma preprosto, ni nevarnosti puščanja in je ekonomično.Primeren je za začetni razvoj LFP baterij in manjših avtomobilskih polj.Učinek hlajenja s tekočino je boljši od hlajenja z zrakom, stroški pa se povečajo.V primerjavi z zrakom ima tekoči hladilni medij značilnosti velike specifične toplotne kapacitete in visokega koeficienta prenosa toplote, kar učinkovito nadomesti tehnično pomanjkljivost nizke učinkovitosti hlajenja zraka.To je trenutno glavna optimizacija osebnih avtomobilov.načrt.Zhang Fubin je v svoji raziskavi poudaril, da je prednost tekočega hlajenja hitro odvajanje toplote, ki lahko zagotovi enakomerno temperaturo baterijskega sklopa in je primerno za baterijske pakete z veliko proizvodnjo toplote;slabosti so visoki stroški, stroge zahteve glede pakiranja, nevarnost uhajanja tekočine in zapletena struktura.Materiali s fazno spremembo imajo tako učinkovitost izmenjave toplote kot stroškovne prednosti in nizke stroške vzdrževanja.Trenutna tehnologija je še vedno v laboratorijski fazi.Tehnologija toplotnega upravljanja materialov s fazno spremembo še ni popolnoma zrela in je najbolj potencialna smer razvoja toplotnega upravljanja baterij v prihodnosti.
Na splošno je tekoče hlajenje trenutno glavna tehnološka pot, predvsem zaradi:
(1) Po eni strani imajo sedanje običajne ternarne baterije z visoko vsebnostjo niklja slabšo toplotno stabilnost kot litij-železove fosfatne baterije, nižjo temperaturo toplotnega uhajanja (temperatura razgradnje, 750 °C za litij-železov fosfat, 300 °C za trikomponentne litijeve baterije) in večja proizvodnja toplote.Po drugi strani pa nove tehnologije uporabe litij-železovega fosfata, kot sta BYD-ova blade baterija in Ningde era CTP, odpravljajo module, izboljšujejo izkoristek prostora in energijsko gostoto ter dodatno spodbujajo toplotno upravljanje baterije od zračno hlajene tehnologije do tekočinsko hlajene tehnologije nagiba.
(2) Zaradi smernic za zmanjšanje subvencij in zaskrbljenosti potrošnikov glede dosega vožnje se doseg električnih vozil še naprej povečuje, zahteve glede energijske gostote baterije pa postajajo vse višje.Povečalo se je povpraševanje po tehnologiji tekočega hlajenja z večjo učinkovitostjo prenosa toplote.
(3) Modeli se razvijajo v smeri modelov srednjega do višjega cenovnega razreda, z zadostnim stroškovnim proračunom, prizadevanjem za udobje, nizko odpornostjo na napake komponent in visoko zmogljivostjo, rešitev za tekoče hlajenje pa je bolj v skladu z zahtevami.
Ne glede na to, ali gre za tradicionalni avtomobil ali novo energijsko vozilo, je povpraševanje potrošnikov po udobju čedalje večje, tehnologija upravljanja toplote v kabini pa je postala še posebej pomembna.Pri načinih hlajenja se namesto običajnih kompresorjev za hlajenje uporabljajo električni kompresorji, na hladilne sisteme klimatskih naprav pa so običajno priključene baterije.Tradicionalna vozila večinoma uporabljajo tip nihajne plošče, medtem ko nova energetska vozila večinoma uporabljajo vrtinčni tip.Ta metoda ima visoko učinkovitost, majhno težo, nizek hrup in je zelo združljiva z energijo električnega pogona.Poleg tega je struktura preprosta, delovanje je stabilno, volumetrična učinkovitost pa je 60 % višja kot pri tipu pregibne plošče.% približno.Kar zadeva način ogrevanja, PTC ogrevanje (PTC grelnik zraka/PTC grelnik hladilne tekočine) je potrebno, električna vozila pa nimajo virov toplote brez stroškov (kot je hladilna tekočina motorja z notranjim zgorevanjem)
Čas objave: jul-07-2023
