1. Značilnosti litijevih baterij za nova energetska vozila
Litijeve baterije imajo predvsem prednosti nizke stopnje samopraznjenja, visoke gostote energije, dolgih časov ciklov in visoke učinkovitosti delovanja med uporabo.Uporaba litijevih baterij kot glavne napajalne naprave za novo energijo je enakovredna pridobivanju dobrega vira energije.Zato je v sestavi glavnih komponent novih energetskih vozil paket litijevih baterij, povezan z litijevo baterijsko celico, postal njegova najpomembnejša osrednja komponenta in osrednji del, ki zagotavlja moč.Med delovnim procesom litijevih baterij obstajajo določene zahteve glede okolice.Po eksperimentalnih rezultatih je optimalna delovna temperatura med 20°C in 40°C.Ko temperatura okoli baterije preseže določeno mejo, se zmogljivost litijeve baterije močno zmanjša, življenjska doba pa se močno zmanjša.Ker je temperatura okrog litijeve baterije prenizka, bosta končna zmogljivost praznjenja in napetost praznjenja odstopali od prednastavljenega standarda in prišlo bo do močnega padca.
Če je temperatura okolice previsoka, se bo verjetnost toplotnega odtekanja litijeve baterije močno povečala, notranja toplota pa se bo zbrala na določenem mestu, kar bo povzročilo resne težave z akumulacijo toplote.Če tega dela toplote ni mogoče nemoteno odvajati skupaj s podaljšanim delovnim časom litijeve baterije, je baterija nagnjena k eksploziji.To varnostno tveganje predstavlja veliko nevarnost za osebno varnost, zato se morajo litijeve baterije zanašati na elektromagnetne hladilne naprave, da izboljšajo varnost celotne opreme med delom.Razvidno je, da morajo raziskovalci, ko nadzorujejo temperaturo litijevih baterij, racionalno uporabljati zunanje naprave za izvažanje toplote in nadzor optimalne delovne temperature litijevih baterij.Ko bo nadzor temperature dosegel ustrezne standarde, cilj varne vožnje novih energetskih vozil skoraj ne bo ogrožen.
2. Mehanizem za ustvarjanje toplote litijeve baterije za novo energetsko vozilo
Čeprav se te baterije lahko uporabljajo kot napajalne naprave, so v procesu dejanske uporabe razlike med njimi bolj očitne.Nekatere baterije imajo večje pomanjkljivosti, zato morajo proizvajalci novih energetskih vozil skrbno izbirati.Svinčeno-kislinska baterija na primer zagotavlja dovolj moči za srednjo vejo, vendar bo med delovanjem povzročila veliko škodo okolici, ki bo kasneje nepopravljiva.Zato je država za zaščito okoljske varnosti svinčeve baterije uvrstila na seznam prepovedanih.Med razvojnim obdobjem so nikelj-metal-hidridne baterije dobile dobre priložnosti, razvojna tehnologija je postopoma dozorela, razširil pa se je tudi obseg uporabe.Vendar so v primerjavi z litijevimi baterijami njegove pomanjkljivosti nekoliko očitne.Navadnim proizvajalcem baterij je na primer težko nadzorovati proizvodne stroške nikelj-metal-hidridnih baterij.Zaradi tega je cena nikelj-vodikovih baterij na trgu ostala visoka.Nekatere znamke novih energetskih vozil, ki si prizadevajo za stroškovno učinkovitost, jih skoraj ne bodo uporabile kot avtomobilske dele.Še pomembneje je, da so baterije Ni-MH veliko bolj občutljive na temperaturo okolja kot litijeve baterije in je večja verjetnost, da se bodo zaradi visokih temperatur vnele.Po številnih primerjavah litijeve baterije izstopajo in se zdaj pogosto uporabljajo v vozilih z novo energijo.
Razlog, zakaj lahko litijeve baterije zagotavljajo energijo za nova energetska vozila, je ravno v tem, da imajo njihove pozitivne in negativne elektrode aktivne materiale.Med postopkom neprekinjenega vgrajevanja in ekstrakcije materialov se pridobi velika količina električne energije, nato pa po načelu pretvorbe energije električna energija in kinetična energija dosežeta namen izmenjave in tako zagotovita močno moč nova energetska vozila, lahko dosežejo namen hoje z avtomobilom.Hkrati, ko je celica litijeve baterije podvržena kemični reakciji, bo imela funkcijo absorbiranja toplote in sproščanja toplote za popolno pretvorbo energije.Poleg tega litijev atom ni statičen, lahko se neprekinjeno giblje med elektrolitom in diafragmo ter obstaja polarizacijski notranji upor.
Sedaj se bo toplota tudi primerno sproščala.Vendar pa je temperatura okoli litijeve baterije novih energetskih vozil previsoka, kar lahko zlahka povzroči razgradnjo pozitivnih in negativnih separatorjev.Poleg tega je sestava nove energetske litijeve baterije sestavljena iz več baterijskih paketov.Toplota, ki jo ustvarijo vsi baterijski paketi, močno presega toploto posamezne baterije.Ko temperatura preseže vnaprej določeno vrednost, je baterija izjemno nagnjena k eksploziji.
3. Ključne tehnologije sistema termičnega upravljanja baterij
Sistemu upravljanja z baterijami novih energetskih vozil so tako doma kot v tujini namenili veliko pozornosti, sprožili vrsto raziskav in pridobili veliko rezultatov.Ta članek se bo osredotočil na natančno oceno preostale moči baterije novega sistema toplotnega upravljanja baterije vozila z energijo, upravljanje ravnotežja baterije in ključne tehnologije, ki se uporabljajo vsistem toplotnega upravljanja.
3.1 Metoda ocene preostale moči sistema za toplotno upravljanje baterije
Raziskovalci so v evalvacijo SOC vložili veliko energije in mukotrpnega truda, predvsem z uporabo algoritmov znanstvenih podatkov, kot so integralna metoda amper ur, metoda linearnega modela, metoda nevronske mreže in metoda Kalmanovega filtra, da bi izvedli veliko število simulacijskih poskusov.Vendar se pri uporabi te metode pogosto pojavijo računske napake.Če napake ne odpravimo pravočasno, bo razkorak med rezultati izračuna vedno večji.Da bi nadomestili to napako, raziskovalci običajno kombinirajo metodo vrednotenja Anshi z drugimi metodami, da se medsebojno preverjajo in tako dobijo najbolj natančne rezultate.Z natančnimi podatki lahko raziskovalci natančno ocenijo tok praznjenja baterije.
3.2 Uravnoteženo upravljanje sistema za toplotno upravljanje baterije
Upravljanje ravnotežja sistema za termično upravljanje baterije se uporablja predvsem za usklajevanje napetosti in moči vsakega dela napajalne baterije.Po uporabi različnih baterij v različnih delih bosta moč in napetost različni.V tem času je treba uporabiti upravljanje ravnovesja, da se odpravi razlika med obema.Nedoslednost.Trenutno najbolj razširjena tehnika upravljanja ravnotežja
V glavnem je razdeljen na dve vrsti: pasivno izenačevanje in aktivno izenačevanje.Z vidika uporabe se načela izvedbe, ki jih uporabljata ti dve vrsti izravnalnih metod, precej razlikujejo.
(1) Pasivno ravnovesje.Načelo pasivnega izenačevanja uporablja sorazmerno razmerje med močjo baterije in napetostjo, ki temelji na podatkih o napetosti enega samega niza baterij, pretvorba obeh pa se na splošno doseže z upornostjo praznjenja: energija visoko zmogljive baterije ustvarja toploto skozi uporovno segrevanje, nato pa se razprši po zraku, da doseže namen izgube energije.Vendar ta način izenačevanja ne izboljša učinkovitosti uporabe baterije.Poleg tega, če je odvajanje toplote neenakomerno, baterija ne bo mogla dokončati naloge toplotnega upravljanja baterije zaradi težave s pregrevanjem.
(2) Aktivno ravnotežje.Aktivno ravnotežje je nadgrajen produkt pasivnega ravnotežja, ki nadomesti slabosti pasivnega ravnotežja.Z vidika principa realizacije se princip aktivne izravnave ne nanaša na princip pasivne izravnave, ampak prevzema povsem drugačen nov koncept: aktivna izravnava ne pretvarja električne energije baterije v toplotno energijo in jo odvaja. , tako da se visoka energija prenese. Energija iz baterije se prenese na nizkoenergijsko baterijo.Poleg tega ta vrsta prenosa ne krši zakona o ohranjanju energije in ima prednosti nizke izgube, visoke učinkovitosti uporabe in hitrih rezultatov.Vendar pa je sestavna struktura upravljanja bilance razmeroma zapletena.Če ravnotežna točka ni pravilno nadzorovana, lahko povzroči nepopravljivo škodo na napajalnem baterijskem paketu zaradi njegove prevelike velikosti.Če povzamemo, tako aktivno upravljanje ravnotežja kot pasivno upravljanje ravnotežja imata slabosti in prednosti.V posebnih aplikacijah lahko raziskovalci izbirajo glede na kapaciteto in število nizov litijevih baterij.Paketi litijevih baterij z nizko zmogljivostjo in majhnim številom so primerni za upravljanje pasivnega izenačevanja, paketi litijevih baterij z veliko zmogljivostjo in veliko močjo pa so primerni za upravljanje aktivnega izenačevanja.
3.3 Glavne tehnologije, uporabljene v sistemu toplotnega upravljanja baterije
(1) Določite optimalno delovno temperaturno območje baterije.Sistem toplotnega upravljanja se uporablja predvsem za usklajevanje temperature okoli baterije, zato se za zagotovitev učinka uporabe sistema toplotnega upravljanja ključna tehnologija, ki so jo razvili raziskovalci, uporablja predvsem za določanje delovne temperature baterije.Dokler je temperatura baterije v ustreznem območju, je lahko litijeva baterija vedno v najboljšem delovnem stanju in zagotavlja zadostno moč za delovanje vozil z novo energijo.Na ta način je lahko zmogljivost litijeve baterije novih energetskih vozil vedno v odličnem stanju.
(2) Izračun toplotnega območja baterije in napoved temperature.Ta tehnologija vključuje veliko število izračunov matematičnih modelov.Znanstveniki uporabljajo ustrezne računske metode, da dobijo temperaturno razliko znotraj baterije, in to uporabijo kot osnovo za predvidevanje možnega toplotnega obnašanja baterije.
(3) Izbira medija za prenos toplote.Vrhunska učinkovitost sistema toplotnega upravljanja je odvisna od izbire medija za prenos toplote.Večina trenutnih vozil na novo energijo uporablja zrak/hladilno tekočino kot hladilni medij.Ta metoda hlajenja je preprosta za uporabo, ima nizke proizvodne stroške in lahko dobro doseže namen odvajanja toplote baterije.(PTC grelnik zraka/PTC grelnik hladilne tekočine)
(4) Sprejmite strukturo vzporednega prezračevanja in odvajanja toplote.Zasnova prezračevanja in odvajanja toplote med paketi litijevih baterij lahko razširi pretok zraka, tako da se lahko enakomerno porazdeli med pakete baterij, kar učinkovito odpravi temperaturno razliko med baterijskimi moduli.
(5) Izbira ventilatorja in merilne točke temperature.V tem modulu so raziskovalci uporabili veliko število eksperimentov za teoretične izračune in nato uporabili metode mehanike tekočin za pridobitev vrednosti porabe energije ventilatorja.Nato bodo raziskovalci uporabili končne elemente, da bi našli najprimernejšo temperaturno merilno točko, da bi natančno pridobili podatke o temperaturi baterije.
Čas objave: 25. junij 2023
