1. Egenskaper hos litiumbatterier för nya energifordon
Litiumbatterier har främst fördelarna med låg självurladdningshastighet, hög energitäthet, höga cykeltider och hög driftseffektivitet under användning. Att använda litiumbatterier som huvudsaklig kraftkälla för ny energi är liktydigt med att få en bra kraftkälla. Därför har litiumbatteripaketet relaterat till litiumbattericellen blivit dess viktigaste kärnkomponent och den kärndel som ger ström i huvudkomponenterna i nya energifordon. Under litiumbatteriers arbetsprocess finns det vissa krav på den omgivande miljön. Enligt experimentella resultat hålls den optimala arbetstemperaturen vid 20 °C till 40 °C. När temperaturen runt batteriet överstiger den angivna gränsen kommer litiumbatteriets prestanda att minska kraftigt och livslängden kommer att minska kraftigt. Eftersom temperaturen runt litiumbatteriet är för låg kommer den slutliga urladdningskapaciteten och urladdningsspänningen att avvika från den förinställda standarden, och det kommer att bli ett kraftigt fall.
Om omgivningstemperaturen är för hög ökar sannolikheten för termisk rusning i litiumbatteriet avsevärt, och den interna värmen samlas på en specifik plats, vilket orsakar allvarliga problem med värmeackumulering. Om denna del av värmen inte kan exporteras smidigt, tillsammans med litiumbatteriets förlängda arbetstid, är batteriet benäget att explodera. Denna säkerhetsrisk utgör ett stort hot mot den personliga säkerheten, så litiumbatterier måste förlita sig på elektromagnetiska kylanordningar för att förbättra säkerhetsprestanda för den övergripande utrustningen under drift. Det kan ses att när forskare kontrollerar temperaturen på litiumbatterier måste de rationellt använda externa enheter för att exportera värme och kontrollera den optimala arbetstemperaturen för litiumbatterier. När temperaturkontrollen når motsvarande standarder kommer målet för säker körning av nya energifordon knappast att hotas.
2. Värmegenereringsmekanism för nytt litiumbatteri för energifordon
Även om dessa batterier kan användas som kraftenheter, är skillnaderna mellan dem mer uppenbara i själva tillämpningsprocessen. Vissa batterier har större nackdelar, så tillverkare av nya energifordon bör välja noggrant. Till exempel ger blybatterier tillräcklig kraft för mellangrenen, men det kommer att orsaka stor skada på omgivningen under drift, och denna skada kommer att vara irreparabel senare. För att skydda den ekologiska säkerheten har landet därför inkluderat blybatterier i den förbjudna listan. Under utvecklingsperioden har nickelmetallhydridbatterier fått goda möjligheter, utvecklingstekniken har gradvis mognat och tillämpningsområdet har också utökats. Jämfört med litiumbatterier är dock nackdelarna något uppenbara. Till exempel är det svårt för vanliga batteritillverkare att kontrollera produktionskostnaden för nickelmetallhydridbatterier. Som ett resultat har priset på nickelvätebatterier på marknaden förblivit högt. Vissa nya energifordonsmärken som strävar efter kostnadseffektivitet kommer knappast att överväga att använda dem som bildelar. Ännu viktigare är att NiMH-batterier är mycket känsligare för omgivningstemperatur än litiumbatterier och är mer benägna att fatta eld på grund av höga temperaturer. Efter flera jämförelser sticker litiumbatterier ut och används nu i stor utsträckning i nya energifordon.
Anledningen till att litiumbatterier kan förse nya energifordon med ström är just att deras positiva och negativa elektroder har aktiva material. Under processen med kontinuerlig inbäddning och extraktion av material erhålls en stor mängd elektrisk energi, och enligt principen om energiomvandling kan den elektriska energin och den kinetiska energin utbytas för att uppnå syftet med utbyte, vilket ger stark kraft till nya energifordon, vilket kan uppnå syftet med att gå med bilen. Samtidigt, när litiumbattericellen genomgår en kemisk reaktion, kommer den att ha funktionen att absorbera värme och frigöra värme för att fullborda energiomvandlingen. Dessutom är litiumatomen inte statisk, den kan röra sig kontinuerligt mellan elektrolyten och membranet, och det finns ett inre polarisationsmotstånd.
Nu kommer värmen också att frigöras på lämpligt sätt. Temperaturen runt litiumbatteriet i nya energifordon är dock för hög, vilket lätt kan leda till att de positiva och negativa separatorerna sönderfaller. Dessutom består det nya energilitiumbatteriet av flera batteripaket. Värmen som genereras av alla batteripaket överstiger vida värmen från ett enda batteri. När temperaturen överstiger ett förutbestämt värde är batteriet extremt benäget att explodera.
3. Viktiga teknologier för batterivärmehanteringssystem
Batterihanteringssystem för nya energifordon har ägnats stor uppmärksamhet, en serie forskning har inletts och många resultat har uppnåtts. Denna artikel kommer att fokusera på en noggrann utvärdering av återstående batterikraft i det nya energifordonsbatteriets termiska hanteringssystem, batteribalanshantering och nyckeltekniker som tillämpas itermiskt hanteringssystem.
3.1 Metod för bedömning av resteffekt i batterivärmehanteringssystem
Forskare har investerat mycket energi och mödosamma ansträngningar i SOC-utvärdering, främst med hjälp av vetenskapliga dataalgoritmer som ampere-timmarsintegralmetoden, linjär modellmetod, neurala nätverksmetoden och Kalman-filtermetoden för att utföra ett stort antal simuleringsexperiment. Beräkningsfel uppstår dock ofta vid tillämpningen av denna metod. Om felet inte korrigeras i tid kommer skillnaden mellan beräkningsresultaten att bli större och större. För att kompensera för denna defekt kombinerar forskare vanligtvis Anshi-utvärderingsmetoden med andra metoder för att verifiera varandra, för att få de mest exakta resultaten. Med exakta data kan forskare exakt uppskatta batteriets urladdningsström.
3.2 Balanserad hantering av batteriets termiska hanteringssystem
Balanshanteringen i batteriets värmehanteringssystem används huvudsakligen för att koordinera spänningen och effekten för varje del av batteriet. Efter att olika batterier har använts i olika delar kommer effekten och spänningen att skilja sig åt. Vid denna tidpunkt bör balanshantering användas för att eliminera skillnaden mellan de två. Inkonsekvens. För närvarande är det den mest använda balanshanteringstekniken.
Den är huvudsakligen indelad i två typer: passiv utjämning och aktiv utjämning. Ur tillämpningsperspektiv är implementeringsprinciperna som används av dessa två typer av utjämningsmetoder helt olika.
(1) Passiv balans. Principen för passiv utjämning använder det proportionella förhållandet mellan batterieffekt och spänning, baserat på spänningsdata för en enda batteristräng, och omvandlingen av de två uppnås vanligtvis genom resistansurladdning: energin i ett högeffektsbatteri genererar värme genom resistansuppvärmning och avges sedan genom luften för att uppnå syftet med energiförlust. Denna utjämningsmetod förbättrar dock inte batteriets effektivitet. Dessutom, om värmeavledningen är ojämn, kommer batteriet inte att kunna slutföra uppgiften att hantera batteriets termiska funktion på grund av överhettningsproblem.
(2) Aktiv balans. Aktiv balans är en uppgraderad produkt av passiv balans, vilket kompenserar för nackdelarna med passiv balans. Ur realiseringsprincipens synvinkel hänvisar inte principen för aktiv utjämning till principen för passiv utjämning, utan antar ett helt annat nytt koncept: aktiv utjämning omvandlar inte batteriets elektriska energi till värmeenergi och avleder den, så att den höga energin överförs. Energin från batteriet överförs till lågenergibatteriet. Dessutom bryter denna typ av överföring inte mot lagen om energibesparing och har fördelarna med låg förlust, hög användningseffektivitet och snabba resultat. Balanshanteringens sammansättningsstruktur är dock relativt komplicerad. Om balanspunkten inte kontrolleras korrekt kan det orsaka irreversibla skador på batteripaketet på grund av dess överdrivna storlek. Sammanfattningsvis har både aktiv balanshantering och passiv balanshantering nackdelar och fördelar. I specifika tillämpningar kan forskare göra val beroende på kapacitet och antal strängar av litiumbatteripaket. Litiumbatterier med låg kapacitet och lågt antal är lämpliga för passiv utjämningshantering, och litiumbatterier med hög kapacitet och hög effekt är lämpliga för aktiv utjämningshantering.
3.3 De viktigaste teknikerna som används i batteriets termiska hanteringssystem
(1) Bestäm batteriets optimala driftstemperaturområde. Värmehanteringssystemet används huvudsakligen för att koordinera temperaturen runt batteriet, så för att säkerställa värmehanteringssystemets tillämpningseffekt används den nyckelteknik som utvecklats av forskare huvudsakligen för att bestämma batteriets arbetstemperatur. Så länge batteritemperaturen hålls inom ett lämpligt intervall kan litiumbatteriet alltid vara i bästa möjliga skick och ge tillräckligt med kraft för drift av nya energifordon. På så sätt kan litiumbatteriets prestanda hos nya energifordon alltid vara i utmärkt skick.
(2) Beräkning av batteriets termiska område och temperaturprediktion. Denna teknik involverar ett stort antal matematiska modellberäkningar. Forskarna använder motsvarande beräkningsmetoder för att få fram temperaturskillnaden inuti batteriet och använder detta som grund för att förutsäga batteriets möjliga termiska beteende.
(3) Val av värmeöverföringsmedium. Det överlägsna prestandan hos det termiska styrsystemet beror på valet av värmeöverföringsmedium. De flesta av dagens nya energifordon använder luft/kylvätska som kylmedium. Denna kylmetod är enkel att använda, har låg tillverkningskostnad och kan väl uppnå syftet med batteriets värmeavledning.PTC-luftvärmare/PTC-kylvätskevärmare)
(4) Använd parallell ventilations- och värmeavledningsstruktur. Ventilations- och värmeavledningsdesignen mellan litiumbatterierna kan utöka luftflödet så att det kan fördelas jämnt mellan batterierna, vilket effektivt löser temperaturskillnaden mellan batterimodulerna.
(5) Val av mätpunkt för fläkt och temperatur. I den här modulen använde forskarna ett stort antal experiment för att göra teoretiska beräkningar och använde sedan strömningsmekaniska metoder för att erhålla värden för fläktarnas effektförbrukning. Därefter kommer forskarna att använda finita element för att hitta den lämpligaste temperaturmätpunkten för att korrekt erhålla batteritemperaturdata.
Publiceringstid: 10 sep-2024
