En av nyckelteknologierna för nya energifordon är kraftbatterier.Kvaliteten på batterier bestämmer kostnaden för elfordon å ena sidan och räckvidden för elfordon å andra sidan.Nyckelfaktor för acceptans och snabb adoption.
Beroende på användningsegenskaper, krav och applikationsområden för kraftbatterier är forsknings- och utvecklingstyperna för kraftbatterier hemma och utomlands ungefär: blybatterier, nickel-kadmium-batterier, nickel-metallhydridbatterier, litiumjonbatterier, bränsleceller etc., bland vilka utvecklingen av litiumjonbatterier får mest uppmärksamhet.
Batteriets värmealstringsbeteende
Värmekällan, värmegenereringshastigheten, batteriets värmekapacitet och andra relaterade parametrar för batterimodulen är nära relaterade till batteriets natur.Värmen som frigörs av batteriet beror på den kemiska, mekaniska och elektriska naturen och egenskaperna hos batteriet, särskilt karaktären av den elektrokemiska reaktionen.Värmeenergin som alstras i batterireaktionen kan uttryckas av batterireaktionsvärmen Qr;den elektrokemiska polarisationen gör att batteriets faktiska spänning avviker från dess elektromotoriska jämviktskraft, och energiförlusten som orsakas av batteripolarisationen uttrycks med Qp.Förutom att batterireaktionen fortskrider enligt reaktionsekvationen, finns det även några sidoreaktioner.Typiska sidoreaktioner inkluderar elektrolytnedbrytning och batterisjälvurladdning.Sidereaktionsvärmen som genereras i denna process är Qs.Dessutom, eftersom alla batterier oundvikligen kommer att ha motstånd, kommer Joule-värme Qj att genereras när strömmen passerar.Därför är den totala värmen för ett batteri summan av värmen för följande aspekter: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Beroende på den specifika laddningsprocessen (urladdning) är de huvudsakliga faktorerna som gör att batteriet genererar värme också olika.Till exempel, när batteriet är normalt laddat är Qr den dominerande faktorn;och i det senare skedet av batteriladdning, på grund av nedbrytningen av elektrolyten, börjar sidoreaktioner uppstå (sidoreaktionsvärme är Qs), när batteriet är nästan fulladdat och överladdat, Det som främst händer är elektrolytnedbrytning, där Qs dominerar .Joulevärmen Qj beror på strömmen och motståndet.Den vanligaste laddningsmetoden utförs under konstant ström, och Qj är ett specifikt värde vid denna tidpunkt.Men under uppstart och acceleration är strömmen relativt hög.För HEV motsvarar detta en ström på tiotals ampere till hundratals ampere.Vid denna tidpunkt är Joule-värmen Qj mycket stor och blir den huvudsakliga källan till batteriets värmeavgivning.
Ur termisk styrbarhets perspektiv kan värmeledningssystem delas in i två typer: aktiva och passiva.Ur värmeöverföringsmediets perspektiv kan värmeledningssystem delas in i: luftkyld, vätskekyld och fasförändrande termisk lagring.
Värmehantering med luft som värmeöverföringsmedium
Värmeöverföringsmediet har en betydande inverkan på prestanda och kostnad för värmeledningssystemet.Användningen av luft som värmeöverföringsmedium är att direkt införa luften så att den strömmar genom batterimodulen för att uppnå syftet med värmeavledning.I allmänhet krävs fläktar, inlopps- och utloppsventilation och andra komponenter.
Beroende på de olika källorna för luftintag finns det i allmänhet följande former:
1 Passiv kyla med uteluftsventilation
2. Passiv kyla/värme för kupéventilation
3. Aktiv kyla/värme av ute- eller kupéluft
Den passiva systemstrukturen är relativt enkel och utnyttjar direkt den befintliga miljön.Om batteriet till exempel behöver värmas upp på vintern kan den varma miljön i kupén användas för att andas in luft.Om temperaturen på batteriet är för hög under körning och kyleffekten av luften i kupén inte är bra, kan kall luft från utsidan andas in för att kyla ner.
För det aktiva systemet behöver ett separat system etableras för att ge värme- eller kylfunktioner och styras oberoende efter batteristatus, vilket också ökar fordonets energiförbrukning och kostnad.Valet av olika system beror främst på batteriets användningskrav.
Värmehantering med vätska som värmeöverföringsmedium
För värmeöverföring med vätska som medium är det nödvändigt att upprätta en värmeöverföringskommunikation mellan modulen och det flytande mediet, såsom en vattenmantel, för att genomföra indirekt uppvärmning och kylning i form av konvektion och värmeledning.Värmeöverföringsmediet kan vara vatten, etylenglykol eller till och med köldmedium.Det sker även direkt värmeöverföring genom att polstycket sänks ned i vätskan i dielektrikumet, men isoleringsåtgärder måste vidtas för att undvika kortslutning.
Passiv vätskekylning använder vanligtvis vätske-omgivande luftvärmeväxling och introducerar sedan kokonger i batteriet för sekundär värmeväxling, medan aktiv kylning använder motorkylvätska-vätskemedelvärmeväxlare, eller elektrisk värme/termisk oljeuppvärmning för att uppnå primär kylning.Uppvärmning, primär kylning med passagerarkabin luft/luftkonditionering kylmedel-flytande medium.
Det termiska ledningssystemet med luft och vätska som medium kräver fläktar, vattenpumpar, värmeväxlare, värmare (PTC luftvärmare), rörledningar och andra tillbehör för att göra strukturen för stor och komplex, och förbrukar också batterienergi, array Batteriets effekttäthet och energitäthet sänks.
(PTC kylvätskavärmare) Det vattenkylda batterikylsystemet använder kylvätska (50 % vatten/50 % etylenglykol) för att överföra värme från batteriet till luftkonditioneringens kylsystem genom batterikylaren och sedan till miljön genom kondensorn.Den importerade vattentemperaturen är lätt att nå en lägre temperatur efter värmeväxling med batterikylaren, och batteriet kan justeras för att fungera vid bästa arbetstemperaturintervall;systemprincipen visas i figuren.Huvudkomponenterna i köldmediesystemet inkluderar: kondensor, elektrisk kompressor, förångare, expansionsventil med stoppventil, batterikylare (expansionsventil med stoppventil) och luftkonditioneringsrör, etc.;kylvattenkretsen inkluderar:elektrisk vattenpump, batteri (inklusive kylplattor), batterikylare, vattenrör, expansionstankar och andra tillbehör.
Posttid: 2023-jul-13
