1. Характеристики літієвих акумуляторів для транспортних засобів на нових джерелах енергії
Літієві акумулятори мають такі переваги, як низький рівень саморозряду, висока щільність енергії, тривалий час циклу зарядки/розрядки та висока ефективність роботи під час використання. Використання літієвих акумуляторів як основного джерела енергії еквівалентно отриманню хорошого джерела живлення. Тому у складі основних компонентів транспортних засобів на нових джерелах енергії літієва акумуляторна батарея, пов'язана з літієвим акумуляторним елементом, стала її найважливішим основним компонентом та основною частиною, що забезпечує живлення. Під час роботи літієвих акумуляторів існують певні вимоги до навколишнього середовища. Згідно з експериментальними результатами, оптимальна робоча температура підтримується в межах від 20°C до 40°C. Як тільки температура навколо акумулятора перевищує задану межу, продуктивність літієвої батареї значно знижується, а термін служби також значно скорочується. Оскільки температура навколо літієвої батареї занадто низька, кінцева ємність розряду та напруга розряду відхилятимуться від заданого стандарту, і відбудеться різке падіння.
Якщо температура навколишнього середовища занадто висока, ймовірність теплового виходу літієвої батареї значно зросте, а внутрішнє тепло накопичуватиметься в певному місці, що спричинить серйозні проблеми з накопиченням тепла. Якщо цю частину тепла не можна буде безперешкодно відводити, а також збільшити час роботи літієвої батареї, вона може вибухнути. Ця небезпека становить серйозну загрозу для особистої безпеки, тому літієві батареї повинні використовувати електромагнітні охолоджувальні пристрої для покращення безпеки всього обладнання під час роботи. Можна побачити, що коли дослідники контролюють температуру літієвих батарей, вони повинні раціонально використовувати зовнішні пристрої для відведення тепла та контролю оптимальної робочої температури літієвих батарей. Після того, як контроль температури досягне відповідних стандартів, безпечне водіння транспортних засобів на новій енергії майже не буде під загрозою.
2. Механізм генерації тепла нової літієвої батареї для транспортних засобів
Хоча ці акумулятори можна використовувати як джерела живлення, у процесі практичного застосування відмінності між ними більш очевидні. Деякі акумулятори мають більші недоліки, тому виробникам нових енергетичних транспортних засобів слід ретельно вибирати. Наприклад, свинцево-кислотний акумулятор забезпечує достатню потужність для середньої гілки, але під час експлуатації він завдає значної шкоди навколишньому середовищу, і ця шкода згодом буде непоправною. Тому, щоб захистити екологічну безпеку, країна включила свинцево-кислотні акумулятори до списку заборонених. Протягом періоду розробки нікель-металгідридні акумулятори отримали хороші можливості, технології розробки поступово дозріли, а сфера застосування також розширилася. Однак, порівняно з літієвими акумуляторами, їх недоліки дещо очевидні. Наприклад, звичайним виробникам акумуляторів важко контролювати виробничі витрати на нікель-металгідридні акумулятори. В результаті ціна на нікель-водневі акумулятори на ринку залишається високою. Деякі бренди нових енергетичних транспортних засобів, які прагнуть економічної ефективності, навряд чи розглядатимуть їх використання як автозапчастин. Що ще важливіше, нікель-металгідридні акумулятори набагато чутливіші до температури навколишнього середовища, ніж літієві акумулятори, і частіше займаються через високі температури. Після численних порівнянь, літієві акумулятори виділяються та зараз широко використовуються в транспортних засобах на нових джерелах енергії.
Причина, чому літієві акумулятори можуть забезпечувати живленням транспортні засоби на новій енергії, полягає саме в тому, що їхні позитивні та негативні електроди містять активні матеріали. Під час процесу безперервного вбудовування та вилучення матеріалів отримується велика кількість електричної енергії, а потім, згідно з принципом перетворення енергії, електрична та кінетична енергія обмінюються для досягнення мети, таким чином забезпечуючи потужну потужність транспортним засобам на новій енергії, що може досягти мети ходьби з автомобілем. Водночас, коли елемент літієвої батареї проходить хімічну реакцію, він виконує функцію поглинання тепла та вивільнення тепла для завершення перетворення енергії. Крім того, атом літію не є статичним, він може безперервно рухатися між електролітом та діафрагмою, і існує внутрішній поляризаційний опір.
Тепер тепло також буде виділятися належним чином. Однак температура навколо літієвих батарей транспортних засобів на новій енергії занадто висока, що може легко призвести до розкладання позитивних та негативних сепараторів. Крім того, склад літієвих батарей на новій енергії складається з кількох акумуляторних блоків. Тепло, що виробляється всіма акумуляторними блоками, значно перевищує тепло, яке виробляє один акумулятор. Коли температура перевищує задане значення, акумулятор надзвичайно схильний до вибуху.
3. Ключові технології системи терморегуляції акумуляторів
Системі управління акумуляторами транспортних засобів на нових джерелах енергії приділяється велика увага як у країні, так і за кордоном, проводиться серія досліджень, які принесли багато результатів. У цій статті основна увага буде приділена точній оцінці залишкового заряду акумулятора системи теплового управління акумуляторами транспортних засобів на нових джерелах енергії, управлінню балансом акумулятора та ключовим технологіям, що застосовуються в ній.система терморегулювання.
3.1 Метод оцінки залишкової потужності системи теплового управління акумулятором
Дослідники вклали багато енергії та кропітких зусиль в оцінку стану заряду (SOC), головним чином використовуючи наукові алгоритми даних, такі як метод інтегрування ампер-годин, метод лінійного моделювання, метод нейронних мереж та метод фільтра Калмана, для проведення великої кількості симуляційних експериментів. Однак під час застосування цього методу часто виникають помилки в розрахунках. Якщо помилку вчасно не виправити, розрив між результатами розрахунків ставатиме все більшим і більшим. Щоб компенсувати цей недолік, дослідники зазвичай поєднують метод оцінки Аньші з іншими методами для взаємної перевірки, щоб отримати найточніші результати. Маючи точні дані, дослідники можуть точно оцінити струм розряду акумулятора.
3.2 Збалансоване управління системою терморегуляції акумулятора
Управління балансом системи теплового управління акумулятором в основному використовується для координації напруги та потужності кожної частини акумулятора. Після використання різних акумуляторів у різних частинах потужність та напруга будуть різними. У цьому випадку слід використовувати управління балансом, щоб усунути різницю між ними. Невідповідність. Наразі найпоширеніший метод управління балансом.
Його в основному поділяють на два типи: пасивне вирівнювання та активне вирівнювання. З точки зору застосування, принципи реалізації, що використовуються цими двома типами методів вирівнювання, досить різні.
(1) Пасивне балансування. Принцип пасивного вирівнювання використовує пропорційне співвідношення між потужністю акумулятора та напругою, засноване на даних про напругу одного ланцюга акумуляторів, а перетворення цих двох характеристик зазвичай досягається за допомогою резистивного розряду: енергія потужного акумулятора генерує тепло завдяки резистивному нагріванню, а потім розсіюється в повітрі для досягнення мети втрати енергії. Однак цей метод вирівнювання не підвищує ефективність використання акумулятора. Крім того, якщо тепловіддача нерівномірна, акумулятор не зможе виконати завдання терморегуляції через проблему перегріву.
(2) Активний баланс. Активний баланс – це вдосконалений продукт пасивного балансу, який компенсує недоліки пасивного балансу. З точки зору принципу реалізації, принцип активного вирівнювання не стосується принципу пасивного вирівнювання, а використовує зовсім іншу нову концепцію: активне вирівнювання не перетворює електричну енергію акумулятора на теплову, а розсіює її, таким чином передається висока енергія. Енергія від акумулятора передається низькоенергетичному акумулятору. Більше того, такий вид передачі не порушує закон збереження енергії та має переваги низьких втрат, високої ефективності використання та швидких результатів. Однак структура управління балансом є відносно складною. Якщо точка балансу не контролюється належним чином, це може призвести до незворотного пошкодження акумуляторної батареї через її надмірний розмір. Підсумовуючи, як активне, так і пасивне управління балансом мають свої переваги та недоліки. У конкретних застосуваннях дослідники можуть робити вибір відповідно до ємності та кількості ланцюжків літієвих акумуляторних батарей. Літієві акумуляторні блоки малої ємності з малим числом ємностей підходять для пасивного керування вирівнюванням, а літієві акумуляторні блоки великої ємності з великим числом ємностей підходять для активного керування вирівнюванням.
3.3 Основні технології, що використовуються в системі терморегуляції акумулятора
(1) Визначення оптимального діапазону робочих температур акумулятора. Система терморегуляції використовується в основному для координації температури навколо акумулятора, тому для забезпечення ефекту застосування системи терморегуляції ключова технологія, розроблена дослідниками, використовується в основному для визначення робочої температури акумулятора. Доки температура акумулятора підтримується в межах відповідного діапазону, літієва батарея завжди може бути в найкращому робочому стані, забезпечуючи достатню потужність для роботи транспортних засобів на нових джерелах енергії. Таким чином, продуктивність літієвої батареї транспортних засобів на нових джерелах енергії завжди може бути у відмінному стані.
(2) Розрахунок теплового діапазону акумулятора та прогнозування температури. Ця технологія включає велику кількість математичних розрахунків моделей. Вчені використовують відповідні методи розрахунку для отримання різниці температур всередині акумулятора та використовують це як основу для прогнозування можливої теплової поведінки акумулятора.
(3) Вибір теплоносія. Вища продуктивність системи терморегуляції залежить від вибору теплоносія. Більшість сучасних транспортних засобів на нових джерелах енергії використовують повітря/охолоджувальну рідину як охолоджувальне середовище. Цей метод охолодження простий в експлуатації, має низьку вартість виробництва та може добре досягти мети розсіювання тепла від акумулятора.Повітряний нагрівач PTC/Підігрівач охолоджувальної рідини PTC)
(4) Застосування паралельної вентиляції та конструкції тепловідведення. Конструкція вентиляції та тепловідведення між літієвими акумуляторними блоками може розширити потік повітря, щоб рівномірно розподілити його між акумуляторними блоками, ефективно вирішуючи проблему різниці температур між акумуляторними модулями.
(5) Вибір точки вимірювання вентилятора та температури. У цьому модулі дослідники використали велику кількість експериментів для проведення теоретичних розрахунків, а потім застосували методи гідромеханіки для отримання значень споживання потужності вентилятором. Після цього дослідники використовуватимуть метод скінченних елементів, щоб знайти найбільш підходящу точку вимірювання температури, щоб точно отримати дані про температуру акумулятора.
Час публікації: 10 вересня 2024 р.
