Termisk hanteringsteknik för rena elfordon

Värmehanteringssystemet i rena elfordon säkerställer inte bara en bekväm körmiljö för föraren, utan kontrollerar även temperatur, luftfuktighet, lufttillförseltemperatur etc. i inomhusmiljön. Det styr huvudsakligen temperaturen på elbatteriet. Temperaturkontrollen av elbatteriet är för att säkerställa elfordonets säkerhet. En viktig förutsättning för effektiv och säker drift av bilar.

Det finns många kylmetoder för kraftbatterier, vilka kan delas in i luftkylning, vätskekylning, kylflänskylning, kylning av fasövergångsmaterial och kylning av värmerör.

För höga eller för låga temperaturer påverkar litiumjonbatteriers prestanda, men olika temperaturer har olika effekter på batteriets interna struktur och jonernas kemiska reaktioner.

Vid låga temperaturer är elektrolytens jonledningsförmåga låg under laddning och urladdning, och impedanserna vid gränssnittet mellan positiv och negativ elektrod/elektrolyt är höga, vilket påverkar laddningsöverföringsimpedansen på de positiva och negativa elektrodytorna och diffusionshastigheten av litiumjoner i den negativa elektroden, vilket i slutändan påverkar viktiga indikatorer som batteriets urladdningsprestanda och laddnings- och urladdningseffektivitet. Vid låga temperaturer kommer en del av lösningsmedlet i batteriets elektrolyt att stelna, vilket gör det svårt för litiumjoner att migrera. När temperaturen sjunker kommer elektrolytsaltets elektrokemiska reaktionsimpedans att fortsätta öka, och dissociationskonstanten för dess joner kommer också att fortsätta att minska. Dessa faktorer kommer allvarligt att påverka jonernas rörelsehastighet i elektrolyten, vilket minskar den elektrokemiska reaktionshastigheten. Under batteriets laddningsprocess vid låg temperatur kommer svårigheten med litiumjonmigration att utlösa reduktion av litiumjoner till metalliska litiumdendriter, vilket resulterar i sönderdelning av elektrolyten och ökad koncentrationspolarisering. Dessutom kan de vassa vinklarna på denna litiummetalldendrit lätt tränga igenom batteriets inre separator, vilket orsakar kortslutning i batteriet och en säkerhetsolycka.

Hög temperatur kommer inte att få elektrolytlösningsmedlet att stelna, och den kommer inte heller att minska diffusionshastigheten för elektrolyt-saltjoner; tvärtom kommer hög temperatur att öka materialets elektrokemiska reaktionsaktivitet, öka jondiffusionshastigheten och accelerera migrationen av litiumjoner, så på sätt och vis bidrar höga temperaturer till att förbättra laddnings- och urladdningsprestandan hos litiumjonbatterier. Men när temperaturen är för hög kommer den att accelerera nedbrytningsreaktionen av SEI-filmen, reaktionen mellan det litiuminbäddade kolet och elektrolyten, reaktionen mellan det litiuminbäddade kolet och limmet, nedbrytningsreaktionen av elektrolyten och nedbrytningsreaktionen av katodmaterialet, vilket allvarligt påverkar batteriets livslängd och prestanda. Användningsprestanda. Ovanstående reaktioner är nästan alla irreversibla. När reaktionshastigheten accelereras kommer materialinnehållet som är tillgängligt för reversibla elektrokemiska reaktioner inuti batteriet att snabbt minska, vilket gör att batteriets prestanda minskar på kort tid. Och när batteritemperaturen fortsätter att stiga över batteriets säkerhetstemperatur, kommer en spontan nedbrytningsreaktion av elektrolyten och elektroderna att ske inuti batteriet, vilket genererar en stor mängd värme på mycket kort tid, det vill säga termiskt fel i batteriet, vilket kommer att leda till att batteriet förstörs helt. I batterilådans lilla utrymme är det svårt att avleda värmen med tiden, och värmen ackumuleras snabbt på kort tid. Detta kommer mycket sannolikt att orsaka snabb spridning av termiskt fel i batteriet, vilket gör att batteriet ryker, självantänds eller till och med exploderar.