Управление на температурата на батерията
По време на работния процес на батерията, температурата оказва голямо влияние върху нейната производителност. Ако температурата е твърде ниска, това може да причини рязък спад в капацитета и мощността на батерията и дори късо съединение. Значението на термичното управление на батерията става все по-голямо, тъй като твърде високата температура може да доведе до разлагане, корозия, запалване или дори експлозия на батерията. Работната температура на батерията е ключов фактор за определяне на производителността, безопасността и живота на батерията. От гледна точка на производителността, твърде ниската температура ще доведе до намаляване на активността на батерията, което ще доведе до намаляване на производителността на зареждане и разреждане и рязък спад в капацитета на батерията. Сравнението установи, че когато температурата падне до 10°C, капацитетът на разреждане на батерията е 93% от този при нормална температура; когато обаче температурата падне до -20°C, капацитетът на разреждане на батерията е само 43% от този при нормална температура.
Изследвания на Ли Джунцю и други споменават, че от гледна точка на безопасността, ако температурата е твърде висока, страничните реакции на батерията ще се ускорят. Когато температурата е близо до 60°C, вътрешните материали/активни вещества на батерията ще се разложат и ще възникне „термично претоварване“, което ще доведе до внезапно покачване на температурата, дори до 400 ~ 1000 ℃, и ще доведе до пожар и експлозия. Ако температурата е твърде ниска, скоростта на зареждане на батерията трябва да се поддържа по-ниска, в противен случай това ще доведе до разлагане на лития в батерията и вътрешно късо съединение, което ще доведе до запалване.
От гледна точка на живота на батерията, влиянието на температурата върху нея не може да се пренебрегне. Отлагането на литий в батерии, склонни към зареждане при ниски температури, ще доведе до бързо намаляване на цикличния живот на батерията десетки пъти, а високата температура ще повлияе значително на календарния живот и цикъла на живот на батерията. Изследванията установиха, че когато температурата е 23 ℃, календарният живот на батерията с 80% оставащ капацитет е около 6238 дни, но когато температурата се повиши до 35 ℃, календарният живот е около 1790 дни, а когато температурата достигне 55 ℃, календарният живот е около 6238 дни. Само 272 дни.
В момента, поради ограниченията на разходите и техническите ограничения, управлението на температурата на батерията (BTMS) не е унифицирано в използването на проводими среди и може да се раздели на три основни технически пътя: въздушно охлаждане (активно и пасивно), течно охлаждане и фазово променящи се материали (PCM). Въздушното охлаждане е сравнително просто, няма риск от изтичане и е икономично. Подходящо е за първоначалното разработване на LFP батерии и малки автомобилни полета. Ефектът от течното охлаждане е по-добър от този на въздушното охлаждане, а цената е по-висока. В сравнение с въздуха, течното охлаждащо средство има характеристиките на голям специфичен топлинен капацитет и висок коефициент на топлопреминаване, което ефективно компенсира техническия недостатък на ниската ефективност на въздушното охлаждане. Това е основната оптимизация на леките автомобили в момента. Джан Фубин посочи в своите изследвания, че предимството на течното охлаждане е бързото разсейване на топлината, което може да осигури равномерна температура на батерийния пакет и е подходящо за батерийни пакети с голямо производство на топлина; недостатъците са висока цена, строги изисквания за опаковане, риск от изтичане на течност и сложна структура. Фазо променящите се материали имат както ефективност на топлообмен, така и предимства по отношение на цената, както и ниски разходи за поддръжка. Съвременната технология все още е в лабораторен етап. Технологията за термично управление на фазово променящите се материали все още не е напълно зряла и е най-потенциалната посока за развитие на термичното управление на батериите в бъдеще.
Като цяло, течното охлаждане е настоящият основен технологичен път, главно поради:
(1) От една страна, настоящите масови тройни батерии с високо съдържание на никел имат по-лоша термична стабилност от литиево-железно-фосфатните батерии, по-ниска температура на термично разлагане (температура на разлагане 750 °C за литиево-железен фосфат, 300 °C за тройни литиеви батерии) и по-високо производство на топлина. От друга страна, новите технологии за приложение на литиево-железен фосфат, като например лопатките на BYD и CTP от ерата на Ningde, елиминират модулите, подобряват използването на пространството и енергийната плътност и допълнително насърчават преминаването към управление на температурата на батериите от технология с въздушно охлаждане към технология с течно охлаждане.
(2) Под влияние на насоките за намаляване на субсидиите и безпокойството на потребителите относно пробега, пробегът на електрическите превозни средства продължава да се увеличава, а изискванията за енергийна плътност на батериите стават все по-високи. Търсенето на технология за течно охлаждане с по-висока ефективност на топлопреминаване се е увеличило.
(3) Моделите се развиват в посока на модели от среден до висок клас, с достатъчен бюджет, стремеж към комфорт, ниска отказоустойчивост на компонентите и висока производителност, а решението за течно охлаждане е по-съобразено с изискванията.
Независимо дали става въпрос за традиционен автомобил или за превозно средство с нова енергия, търсенето на комфорт от страна на потребителите става все по-високо, а технологията за управление на температурата в кабината е станала особено важна. По отношение на методите за охлаждане, вместо обикновени компресори за охлаждане се използват електрически компресори, а батериите обикновено се свързват с климатични охладителни системи. Традиционните превозни средства използват предимно типа на люлеещата се плоча, докато превозните средства с нова енергия използват главно вихровия тип. Този метод има висока ефективност, леко тегло, нисък шум и е силно съвместим с електрическа задвижваща енергия. Освен това, конструкцията е проста, работата е стабилна, а обемната ефективност е с 60% по-висока от тази на типа на люлеещата се плоча. %приблизително. По отношение на метода на отопление, PTC отоплението(PTC нагревател за въздух/PTC нагревател на охлаждащата течност) е необходим, а електрическите превозни средства нямат източници на топлина с нулеви разходи (като например охлаждащата течност на двигателя с вътрешно горене)
Време на публикуване: 07 юли 2023 г.
