Upravljanje temperature baterije
Med delovanjem baterije ima temperatura velik vpliv na njeno delovanje. Če je temperatura prenizka, lahko povzroči močan upad kapacitete in moči baterije ter celo kratek stik. Pomen toplotnega upravljanja baterije postaja vse bolj pomemben, saj lahko previsoka temperatura povzroči razgradnjo, korozijo, vžig ali celo eksplozijo baterije. Delovna temperatura baterije je ključni dejavnik pri določanju zmogljivosti, varnosti in življenjske dobe baterije. Z vidika delovanja bo prenizka temperatura povzročila zmanjšanje aktivnosti baterije, kar bo povzročilo zmanjšanje zmogljivosti polnjenja in praznjenja ter močan upad kapacitete baterije. Primerjava je pokazala, da je bila pri padcu temperature na 10 °C kapaciteta praznjenja baterije 93 % kapacitete pri normalni temperaturi; pri padcu temperature na -20 °C pa je bila kapaciteta praznjenja baterije le 43 % kapacitete pri normalni temperaturi.
Raziskava Li Junqiuja in drugih je omenila, da se bodo z varnostnega vidika stranske reakcije baterije pospešile, če je temperatura previsoka. Ko je temperatura blizu 60 °C, se bodo notranji materiali/aktivne snovi baterije razgradili, kar bo povzročilo "toplotni pobeg", ki bo povzročil nenaden dvig temperature, celo do 400 ~ 1000 ℃, kar bo povzročilo požar in eksplozijo. Če je temperatura prenizka, je treba hitrost polnjenja baterije ohranjati nižjo, sicer bo prišlo do razgradnje litija v bateriji in notranjega kratkega stika, ki se bo vnel.
Z vidika življenjske dobe baterije ni mogoče zanemariti vpliva temperature na življenjsko dobo baterije. Odlaganje litija v baterijah, ki so nagnjene k polnjenju pri nizkih temperaturah, povzroči, da se življenjska doba baterije hitro skrajša za več desetkrat, visoka temperatura pa močno vpliva na koledarsko in ciklično življenjsko dobo baterije. Raziskava je pokazala, da je pri temperaturi 23 ℃ koledarska življenjska doba baterije z 80 % preostale kapacitete približno 6238 dni, pri temperaturi 35 ℃ pa približno 1790 dni, pri temperaturi 55 ℃ pa približno 6238 dni. Le 272 dni.
Trenutno je zaradi stroškovnih in tehničnih omejitev upravljanje temperature baterij (BTMS) ni enoten pri uporabi prevodnih medijev in ga lahko razdelimo na tri glavne tehnične poti: zračno hlajenje (aktivno in pasivno), tekoče hlajenje in fazno spremenljivi materiali (PCM). Zračno hlajenje je relativno preprosto, brez tveganja puščanja in ekonomično. Primerno je za začetni razvoj LFP baterij in majhnih avtomobilskih polj. Učinek tekočega hlajenja je boljši od zračnega hlajenja, stroški pa so višji. V primerjavi z zrakom ima tekoče hladilno sredstvo značilnosti velike specifične toplotne kapacitete in visokega koeficienta prenosa toplote, kar učinkovito nadomesti tehnično pomanjkljivost nizke učinkovitosti zračnega hlajenja. To je trenutno glavna optimizacija osebnih avtomobilov. Zhang Fubin je v svoji raziskavi poudaril, da je prednost tekočega hlajenja hitro odvajanje toplote, kar lahko zagotovi enakomerno temperaturo baterijskega sklopa, in je primerno za baterijske sklope z veliko proizvodnjo toplote; slabosti so visoki stroški, stroge zahteve glede embalaže, tveganje puščanja tekočine in kompleksna struktura. Fazno spremenljivi materiali imajo tako učinkovitost izmenjave toplote kot stroškovne prednosti ter nizke stroške vzdrževanja. Trenutna tehnologija je še vedno v laboratorijski fazi. Tehnologija toplotnega upravljanja fazno spremenljivih materialov še ni povsem zrela in je najbolj potencialna smer razvoja toplotnega upravljanja baterij v prihodnosti.
Na splošno je tekoče hlajenje trenutno prevladujoča tehnološka pot, predvsem zaradi:
(1) Po eni strani imajo trenutne običajne visokonikljeve ternarne baterije slabšo toplotno stabilnost kot litijeve železovo-fosfatne baterije, nižjo temperaturo toplotnega uhajanja (temperatura razgradnje 750 °C za litijev železov fosfat, 300 °C za ternarne litijeve baterije) in večjo proizvodnjo toplote. Po drugi strani pa nove tehnologije uporabe litijevega železovega fosfata, kot sta BYD-jeva baterija z lopaticami in Ningdejeva CTP, odpravljajo module, izboljšujejo izkoriščenost prostora in gostoto energije ter dodatno spodbujajo preusmeritev toplotnega upravljanja baterij od tehnologije zračnega hlajenja do tehnologije tekočinskega hlajenja.
(2) Zaradi smernic za zmanjšanje subvencij in zaskrbljenosti potrošnikov glede dosega se doseg električnih vozil še naprej povečuje, zahteve glede gostote energije baterij pa so 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 proračunom za stroške, prizadevanjem za udobje, nizko toleranco napak komponent in visoko zmogljivostjo, rešitev s tekočim hlajenjem pa je bolj v skladu z zahtevami.
Ne glede na to, ali gre za tradicionalni avtomobil ali vozilo na novo energijo, so zahteve potrošnikov po udobju vse večje, tehnologija za upravljanje temperature v kabini pa je postala še posebej pomembna. Kar zadeva metode hlajenja, se namesto običajnih kompresorjev za hlajenje uporabljajo električni kompresorji, baterije pa so običajno povezane s hladilnimi sistemi klimatskih naprav. Tradicionalna vozila večinoma uporabljajo tip nagibne plošče, medtem ko vozila na novo energijo uporabljajo predvsem vrtinčni tip. Ta metoda ima visoko učinkovitost, majhno težo, nizek hrup in je zelo združljiva z električno pogonsko energijo. Poleg tega je konstrukcija preprosta, delovanje stabilno, volumetrični izkoristek pa je za 60 % večji kot pri tipu nagibne plošče. % približno. Kar zadeva metodo ogrevanja, PTC ogrevanje(PTC grelec zraka/PTC grelec hladilne tekočine) je potreben, električna vozila pa nimajo brezplačnih virov toplote (kot je hladilna tekočina motorja z notranjim zgorevanjem)
Čas objave: 7. julij 2023
