Однією з ключових технологій транспортних засобів на новій енергії є акумулятори.Якість акумуляторів визначає вартість електромобілів, з одного боку, і запас ходу електромобілів, з іншого.Ключовий фактор для прийняття та швидкого прийняття.
Згідно з характеристиками використання, вимогами та сферами застосування акумуляторних батарей, дослідницькі та дослідницькі типи акумуляторних батарей у країні та за кордоном приблизно такі: свинцево-кислотні акумулятори, нікель-кадмієві акумулятори, нікель-метал-гідридні акумулятори, літій-іонні акумулятори, паливні елементи тощо, серед яких найбільшу увагу приділяють розробці літій-іонних акумуляторів.
Поведінка генерації тепла батареї живлення
Джерело тепла, швидкість утворення тепла, теплоємність батареї та інші пов’язані параметри модуля силової батареї тісно пов’язані з природою батареї.Тепло, що виділяється батареєю, залежить від хімічної, механічної та електричної природи та характеристик батареї, особливо від природи електрохімічної реакції.Теплова енергія, що утворюється під час реакції батареї, може бути виражена теплотою реакції батареї Qr;електрохімічна поляризація призводить до того, що фактична напруга батареї відхиляється від її рівноважної електрорушійної сили, а втрата енергії, спричинена поляризацією батареї, виражається Qp.Окрім реакції батареї, що протікає згідно з рівнянням реакції, існують також деякі побічні реакції.Типові побічні реакції включають розкладання електроліту та саморозряд акумулятора.Тепло бічної реакції, що утворюється в цьому процесі, становить Qs.Крім того, оскільки будь-яка батарея неминуче матиме опір, джоулеве тепло Qj буде генеруватися під час проходження струму.Отже, загальна теплота батареї є сумою тепла наступних аспектів: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Залежно від конкретного процесу заряджання (розряджання), основні чинники, які спричиняють виділення тепла акумулятором, також відрізняються.Наприклад, коли батарея нормально заряджена, Qr є домінуючим фактором;а на пізнішому етапі заряджання батареї через розкладання електроліту починають відбуватися побічні реакції (тепло побічної реакції дорівнює Qs), коли батарея майже повністю заряджена та перезаряджена. Головним чином відбувається розкладання електроліту, де домінує Qs .Джоулева теплота Qj залежить від сили струму та опору.Зазвичай використовуваний метод заряджання здійснюється при постійному струмі, і Qj є конкретним значенням у цей час.Однак під час запуску та розгону струм відносно великий.Для HEV це еквівалентно струму від десятків до сотень ампер.У цей час джоулева теплота Qj дуже велика і стає основним джерелом виділення тепла акумулятора.
З точки зору керованості теплового менеджменту системи теплового менеджменту можна розділити на два типи: активні та пасивні.З точки зору середовища передачі тепла, системи управління теплом можна розділити на: з повітряним охолодженням, рідинним охолодженням і фазоперемінним накопиченням тепла.
Термоуправління за допомогою повітря як теплоносія
Теплоносій має значний вплив на продуктивність і вартість системи терморегулювання.Використання повітря як теплоносія полягає в тому, щоб безпосередньо вводити повітря, щоб воно проходило через модуль батареї для досягнення мети розсіювання тепла.Як правило, потрібні вентилятори, припливна та витяжна вентиляція та інші компоненти.
Відповідно до різних джерел надходження повітря, зазвичай існують такі форми:
1 Пасивне охолодження з вентиляцією зовнішнього повітря
2. Пасивне охолодження/опалення для вентиляції салону
3. Активне охолодження/підігрів зовнішнього або салонного повітря
Структура пасивної системи відносно проста і безпосередньо використовує існуюче середовище.Наприклад, якщо батарею потрібно обігріти взимку, гаряче середовище в салоні можна використовувати для вдихання повітря.Якщо температура батареї занадто висока під час руху, а охолоджуючий ефект повітря в салоні є поганим, можна вдихнути холодне повітря ззовні, щоб охолодитися.
Для активної системи необхідно встановити окрему систему для забезпечення функцій обігріву або охолодження та незалежного керування відповідно до стану акумулятора, що також збільшує споживання енергії та вартість автомобіля.Вибір різних систем в основному залежить від вимог використання батареї.
Теплове управління за допомогою рідини як теплоносія
Для теплопередачі з рідиною як середовищем необхідно встановити теплообмін між модулем і рідким середовищем, таким як водяна сорочка, щоб здійснювати непряме нагрівання та охолодження у вигляді конвекції та теплопровідності.Теплоносієм може бути вода, етиленгліколь або навіть холодоагент.Існує також пряма передача тепла шляхом занурення полюсного наконечника в рідину діелектрика, але необхідно вжити заходів ізоляції, щоб уникнути короткого замикання.
Пасивне рідинне охолодження зазвичай використовує теплообмін рідина-навколишнє повітря, а потім вводить кокони в батарею для вторинного теплообміну, у той час як активне охолодження використовує середні теплообмінники охолоджуючої рідини двигуна або електричне нагрівання/нагрівання термального масла для досягнення первинного охолодження.Опалення, первинне охолодження з повітрям у пасажирській кабіні/кондиціонером холодоагент-рідина.
Система теплового управління з повітрям і рідиною як середовищем вимагає вентиляторів, водяних насосів, теплообмінників, нагрівачів (Повітронагрівач PTC), трубопроводи та інші аксесуари, щоб зробити конструкцію занадто великою та складною, а також споживати енергію батареї, масив. Щільність потужності та щільність енергії батареї знижуються.
(Охолоджуюча рідина PTCобігрівач) Система охолодження акумулятора з водяним охолодженням використовує охолоджувач (50% води/50% етиленгліколю) для передачі тепла від акумулятора до системи холодоагенту кондиціонера через охолоджувач акумулятора, а потім у навколишнє середовище через конденсатор.Температуру імпортованої води легко досягти нижчої температури після теплообміну охолоджувачем батареї, і батарею можна налаштувати для роботи в найкращому діапазоні робочих температур;принцип роботи системи показаний на малюнку.До основних компонентів системи холодоагенту належать: конденсатор, електричний компресор, випарник, розширювальний клапан із запірним клапаном, охолоджувач батареї (розширювальний клапан із запірним клапаном) і труби кондиціонування повітря тощо;Контур водяного охолодження включає:електричний водяний насос, акумулятори (включаючи охолоджувальні пластини), охолоджувачі акумуляторів, водопровідні труби, розширювальні баки та інші аксесуари.
Час публікації: 13 липня 2023 р
