1. Характеристики на литиевите батерии за превозни средства с нова енергия
Литиевите батерии имат предимно предимствата на ниска степен на саморазреждане, висока енергийна плътност, дълги времена на цикъла и висока оперативна ефективност по време на употреба.Използването на литиеви батерии като основно захранващо устройство за нова енергия е еквивалентно на получаване на добър източник на енергия.Следователно, в състава на основните компоненти на новите енергийни превозни средства, литиевият батериен пакет, свързан с литиевите батерийни клетки, се превърна в най-важния основен компонент и основната част, която осигурява мощност.По време на работния процес на литиевите батерии има определени изисквания към околната среда.Според резултатите от експеримента, оптималната работна температура се поддържа от 20°C до 40°C.След като температурата около батерията надвиши определената граница, производителността на литиевата батерия ще бъде значително намалена и експлоатационният живот ще бъде значително намален.Тъй като температурата около литиевата батерия е твърде ниска, крайният капацитет на разреждане и напрежението на разреждане ще се отклоняват от предварително зададения стандарт и ще има рязък спад.
Ако температурата на околната среда е твърде висока, вероятността от термично изтичане на литиевата батерия ще бъде значително увеличена и вътрешната топлина ще се събере на определено място, причинявайки сериозни проблеми с натрупването на топлина.Ако тази част от топлината не може да бъде изнесена гладко, заедно с удълженото работно време на литиевата батерия, батерията е склонна към експлозия.Тази опасност за безопасността представлява голяма заплаха за личната безопасност, така че литиевите батерии трябва да разчитат на електромагнитни охлаждащи устройства, за да подобрят безопасността на цялото оборудване по време на работа.Може да се види, че когато изследователите контролират температурата на литиевите батерии, те трябва рационално да използват външни устройства за износ на топлина и да контролират оптималната работна температура на литиевите батерии.След като контролът на температурата достигне съответните стандарти, целта за безопасно шофиране на новите енергийни превозни средства едва ли ще бъде застрашена.
2. Механизъм за генериране на топлина на литиева батерия за ново енергийно превозно средство
Въпреки че тези батерии могат да се използват като захранващи устройства, в процеса на реално приложение разликите между тях са по-очевидни.Някои батерии имат по-големи недостатъци, така че производителите на нови енергийни превозни средства трябва да избират внимателно.Например, оловно-киселинната батерия осигурява достатъчна мощност за средния клон, но ще причини големи щети на околната среда по време на работата си и тази повреда ще бъде непоправима по-късно.Ето защо, за да защити екологичната сигурност, страната постави оловно-киселинните батерии в забранения списък.По време на периода на разработка никел-метал хидридните батерии получиха добри възможности, технологията на разработка постепенно се разви и обхватът на приложение също се разшири.Въпреки това, в сравнение с литиевите батерии, неговите недостатъци са леко очевидни.Например, за обикновените производители на батерии е трудно да контролират производствените разходи на никел-метал хидридни батерии.В резултат на това цената на никел-водородните батерии на пазара остава висока.Някои марки нови енергийни превозни средства, които преследват ефективност на разходите, едва ли ще обмислят използването им като авточасти.По-важното е, че Ni-MH батериите са много по-чувствителни към температурата на околната среда от литиевите батерии и е по-вероятно да се запалят поради високи температури.След множество сравнения, литиевите батерии се открояват и сега се използват широко в превозни средства с нова енергия.
Причината, поради която литиевите батерии могат да осигурят енергия за нови енергийни превозни средства, е точно защото техните положителни и отрицателни електроди имат активни материали.По време на процеса на непрекъснато вграждане и извличане на материали се получава голямо количество електрическа енергия и след това според принципа на преобразуване на енергия, електрическата енергия и кинетичната енергия За постигане на целта на обмена, като по този начин се доставя силна мощност на нови енергийни превозни средства, могат да постигнат целта на ходене с колата.В същото време, когато клетката на литиевата батерия претърпи химическа реакция, тя ще има функцията да абсорбира топлина и да отделя топлина за пълно преобразуване на енергия.В допълнение, литиевият атом не е статичен, той може да се движи непрекъснато между електролита и диафрагмата и има поляризационно вътрешно съпротивление.
Сега топлината също ще бъде освободена по подходящ начин.Въпреки това, температурата около литиевата батерия на новите енергийни превозни средства е твърде висока, което може лесно да доведе до разлагане на положителните и отрицателните сепаратори.В допълнение, съставът на новата енергийна литиева батерия се състои от множество батерийни пакети.Топлината, генерирана от всички пакети батерии, далеч надвишава тази на една батерия.Когато температурата надвиши предварително определена стойност, батерията е изключително податлива на експлозия.
3. Ключови технологии на системата за термично управление на батерията
За системата за управление на батериите на нови енергийни превозни средства, както у нас, така и в чужбина, беше отделено голямо внимание, започнаха серия от изследвания и бяха получени много резултати.Тази статия ще се съсредоточи върху точната оценка на оставащия заряд на батерията на новата система за термично управление на батерията на превозното средство, управлението на баланса на батерията и ключовите технологии, прилагани всистема за управление на топлината.
3.1 Метод за оценка на остатъчната мощност на системата за термично управление на батерията
Изследователите са инвестирали много енергия и усърдни усилия в оценката на SOC, главно използвайки алгоритми за научни данни като интегрален метод на амперчас, метод на линейния модел, метод на невронни мрежи и филтърен метод на Калман, за да направят голям брой симулационни експерименти.При прилагането на този метод обаче често възникват грешки в изчисленията.Ако грешката не бъде коригирана навреме, разликата между резултатите от изчислението ще става все по-голяма и по-голяма.За да компенсират този дефект, изследователите обикновено комбинират метода за оценка Anshi с други методи, за да се проверяват взаимно, така че да получат най-точните резултати.С точни данни изследователите могат точно да оценят тока на разреждане на батерията.
3.2 Балансирано управление на системата за термично управление на батерията
Управлението на баланса на системата за термично управление на батерията се използва главно за координиране на напрежението и мощността на всяка част от захранващата батерия.След като различни батерии се използват в различни части, мощността и напрежението ще бъдат различни.По това време трябва да се използва управление на баланса, за да се елиминира разликата между двете.Непоследователност.В момента най-широко използваната техника за управление на баланса
Основно се разделя на два типа: пасивно изравняване и активно изравняване.От гледна точка на приложението, принципите на изпълнение, използвани от тези два вида методи за изравняване, са доста различни.
(1) Пасивен баланс.Принципът на пасивното изравняване използва пропорционалната връзка между мощността на батерията и напрежението, въз основа на данните за напрежението на един низ от батерии, а преобразуването на двете обикновено се постига чрез съпротивителен разряд: енергията на батерия с висока мощност генерира топлина чрез съпротивително нагряване, След това се разсейва във въздуха, за да се постигне целта на загубата на енергия.Този метод на изравняване обаче не подобрява ефективността на използването на батерията.Освен това, ако разсейването на топлината е неравномерно, батерията няма да може да изпълни задачата за термично управление на батерията поради проблема с прегряването.
(2) Активен баланс.Активният баланс е подобрен продукт на пасивния баланс, който компенсира недостатъците на пасивния баланс.От гледна точка на принципа на реализация, принципът на активното изравняване не се отнася до принципа на пасивното изравняване, а приема напълно различна нова концепция: активното изравняване не преобразува електрическата енергия на батерията в топлинна енергия и я разсейва , така че високата енергия да се прехвърли. Енергията от батерията се прехвърля към нискоенергийната батерия.Освен това този вид предаване не нарушава закона за запазване на енергията и има предимствата на ниски загуби, висока ефективност на използване и бързи резултати.Композиционната структура на управлението на баланса обаче е сравнително сложна.Ако точката на балансиране не се контролира правилно, това може да причини необратима повреда на захранващата батерия поради прекомерния му размер.За да обобщим, както активното управление на баланса, така и пасивното управление на баланса имат недостатъци и предимства.В специфични приложения изследователите могат да правят избор според капацитета и броя на струните на пакетите литиеви батерии.Пакетите литиеви батерии с нисък капацитет и малък брой са подходящи за пасивно управление на изравняването, а пакетите литиеви батерии с голям капацитет и голям брой мощност са подходящи за активно управление на изравняването.
3.3 Основните технологии, използвани в системата за термично управление на батерията
(1) Определете оптималния работен температурен диапазон на батерията.Системата за термично управление се използва главно за координиране на температурата около батерията, така че за да се осигури ефектът от приложението на системата за термично управление, ключовата технология, разработена от изследователите, се използва главно за определяне на работната температура на батерията.Докато температурата на батерията се поддържа в подходящ диапазон, литиевата батерия винаги може да бъде в най-добро работно състояние, осигурявайки достатъчно мощност за работата на нови енергийни превозни средства.По този начин производителността на литиевата батерия на новите енергийни превозни средства винаги може да бъде в отлично състояние.
(2) Изчисляване на топлинния диапазон на батерията и прогнозиране на температурата.Тази технология включва голям брой изчисления на математически модели.Учените използват съответните методи за изчисление, за да получат температурната разлика вътре в батерията и я използват като основа за прогнозиране на възможното топлинно поведение на батерията.
(3) Избор на топлоносител.Превъзходната производителност на системата за управление на топлината зависи от избора на топлоносител.Повечето от настоящите нови енергийни превозни средства използват въздух/охлаждаща течност като охлаждаща среда.Този метод на охлаждане е лесен за работа, ниски производствени разходи и може добре да постигне целта за разсейване на топлината от батерията.(PTC въздушен нагревател/PTC нагревател на охлаждащата течност)
(4) Приемете дизайн на паралелна вентилация и структура за разсейване на топлината.Дизайнът на вентилацията и разсейването на топлината между пакетите литиеви батерии може да разшири потока от въздух, така че да може да бъде равномерно разпределен между пакетите батерии, като ефективно решава температурната разлика между модулите на батерията.
(5) Избор на вентилатор и точка за измерване на температурата.В този модул изследователите са използвали голям брой експерименти, за да направят теоретични изчисления и след това са използвали методи на механика на флуидите, за да получат стойности на консумацията на мощност на вентилатора.След това изследователите ще използват крайни елементи, за да намерят най-подходящата точка за измерване на температурата, за да получат точно данни за температурата на батерията.
Време на публикуване: 25 юни 2023 г
