1. Характеристики на литиеви батерии за превозни средства с нова енергия
Литиевите батерии имат предимствата главно на ниска скорост на саморазреждане, висока енергийна плътност, високи цикли на зареждане и висока работна 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 превозните средства с нова енергия, литиево-йонната батерия, свързана с литиево-йонната батерия, се е превърнала в най-важния основен компонент и основната част, която осигурява захранване. По време на работния процес на литиевите батерии има определени изисквания към околната среда. Според експерименталните резултати, оптималната работна температура се поддържа в диапазона от 20°C до 40°C. След като температурата около батерията надвиши определената граница, производителността на литиевата батерия ще бъде значително намалена и експлоатационният ѝ живот ще бъде значително намален. Тъй като температурата около литиевата батерия е твърде ниска, крайният капацитет на разреждане и напрежението на разреждане ще се отклонят от предварително зададения стандарт и ще има рязък спад.
Ако температурата на околната среда е твърде висока, вероятността от термично претоварване на литиевата батерия ще се увеличи значително и вътрешната топлина ще се натрупа на определено място, причинявайки сериозни проблеми с натрупването на топлина. Ако тази част от топлината не може да се отвежда гладко, заедно с удълженото време на работа на литиевата батерия, тя е склонна към експлозия. Тази опасност 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. Вижда се, че когато изследователите контролират температурата на литиевите батерии, те трябва рационално да използват външни устройства за отвеждане на топлина и да контролират оптималната работна температура на литиевите батерии. След като контролът на температурата достигне съответните стандарти, целта за безопасно шофиране на превозни средства с нова енергия едва ли ще бъде застрашена.
2. Механизъм за генериране на топлина от нова литиева батерия за превозни средства
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-киселинните батерии осигуряват достатъчна мощност за средния клон, но ще причинят големи щети на околната среда по време на експлоатацията си и тези щети ще бъдат непоправими по-късно. Следователно, за да защити екологичната сигурност, страната е включила оловно-киселинните батерии в списъка със забранени. По време на периода на разработка, никел-метал хидридните батерии са получили добри възможности, технологията на разработка постепенно се е усъвършенствала и обхватът на приложение също се е разширил. В сравнение с литиевите батерии обаче, недостатъците им са леко очевидни. Например, за обикновените производители на батерии е трудно да контролират производствените разходи за никел-метал хидридни батерии. В резултат на това цената на никел-водородните батерии на пазара остава висока. Някои марки нови енергийни превозни средства, които се стремят към съотношение цена-качество, едва ли ще обмислят използването им като авточасти. По-важното е, че Ni-MH батериите са много по-чувствителни към околната температура 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 захранват превозни средства с нова енергия, е именно защото техните положителни и отрицателни електроди съдържат активни материали. По време на процеса на непрекъснато вграждане и извличане на материали се получава голямо количество електрическа енергия и след това, съгласно принципа на преобразуване на енергия, електрическата и кинетичната енергия се обменят, за да се постигне целта на доставянето на мощна мощност на превозните средства с нова енергия, което може да доведе до постигане на целта на движението на автомобила. В същото време, когато клетката на литиевата батерия претърпява химическа реакция, тя ще има функцията да абсорбира топлина и да я освобождава, за да завърши преобразуването на енергията. Освен това, литиевият атом не е статичен и може да се движи непрекъснато между електролита и диафрагмата, което води до поляризационно вътрешно съпротивление.
Сега топлината също ще се отделя по подходящ начин. Температурата около литиево-йонната батерия на превозните средства с нова енергия обаче е твърде висока, което лесно може да доведе до разлагане на положителните и отрицателните сепаратори. Освен това, съставът на новата енергийна литиева батерия е съставен от множество батерийни пакети. Топлината, генерирана от всички батерийни пакети, далеч надвишава тази на една батерия. Когато температурата надвиши предварително определена стойност, батерията е изключително податлива на експлозия.
3. Ключови технологии на системата за управление на температурата на батерията
На системата за управление на батериите на превозни средства с нова енергия, както у нас, така и в чужбина, е обърнато голямо внимание, стартирана е серия от изследвания и са получени много резултати. Тази статия ще се фокусира върху точната оценка на оставащия заряд на батерията на системата за термично управление на батерията на превозното средство с нова енергия, управлението на баланса на батерията и ключовите технологии, прилагани в нея.система за управление на температурата.
3.1 Метод за оценка на остатъчната мощност на системата за управление на температурата на батерията
Изследователите са инвестирали много енергия и старателни усилия в оценката на състоянието на батерията (SOC), използвайки главно научни алгоритми за данни, като например метод на интегриране по ампер-час, метод на линейни модели, метод на невронни мрежи и метод на филтъра на Калман, за да проведат голям брой симулационни експерименти. Въпреки това, по време на прилагането на този метод често възникват грешки в изчисленията. Ако грешката не бъде коригирана навреме, разликата между резултатите от изчисленията ще става все по-голяма. За да компенсират този недостатък, изследователите обикновено комбинират метода за оценка на Anshi с други методи, за да се проверят взаимно, така че да получат най-точни 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 батерията. След като различните батерии се използват в различни части, мощността и напрежението ще бъдат различни. В този случай, управлението на баланса трябва да се използва, за да се елиминира разликата между двете. Несъответствията. В момента най-широко използваната техника за управление на баланса...
Основно се разделя на два вида: пасивно изравняване и активно изравняване. От гледна точка на приложението, принципите на внедряване, използвани от тези два вида методи за изравняване, са доста различни.
(1) Пасивно балансиране. Принципът на пасивното изравняване използва пропорционалната връзка между мощността на батерията и напрежението, базирана на данните за напрежението на единична верига от батерии, а преобразуването на двете обикновено се постига чрез резистивно разреждане: енергията на батерия с висока мощност генерира топлина чрез резистивно нагряване, след което се разсейва във въздуха, за да се постигне целта на загуба 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 управление на температурата 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 възприема напълно различна нова концепция: активното изравняване не преобразува електрическата енергия на батерията в топлинна енергия, а я разсейва, така че високоенергийната енергия се прехвърля от батерията 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. Структурата на управлението на баланса обаче е сравнително сложна. Ако точката на баланс не се контролира правилно, това може да причини необратими повреди на батерията поради прекомерния ѝ размер. В обобщение, както управлението на активния баланс, така и управлението на пасивния баланс имат своите недостатъци и предимства. В специфични приложения, изследователите могат да правят избор според капацитета и броя на веригите от литиеви батерии. Литиево-йонните батерии с нисък капацитет и нисък номер са подходящи за пасивно управление на изравняването, а литиево-йонните батерии с висок капацитет и голяма мощност са подходящи за активно управление на изравняването.
3.3 Основните технологии, използвани в системата за управление на температурата на батерията
(1) Определяне на оптималния работен температурен диапазон на батерията. Системата за управление на температурата се използва главно за координиране на температурата около батерията, така че за да се осигури ефектът от приложението на системата за управление на температурата, 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 достатъчна мощност за работата на превозни средства с нова енергия. По този начин производителността на литиевата батерия на превозните средства с нова енергия винаги може да бъде в отлично състояние.
(2) Изчисляване на термичния диапазон на батерията и прогнозиране на температурата. Тази технология включва голям брой математически моделни изчисления. Учените използват съответни методи за изчисление, за да получат температурната разлика вътре в батерията и я използват като основа за прогнозиране на възможното термично поведение на батерията.
(3) Избор на топлоносител. Превъзходната производителност на системата за управление на температурата зависи от избора на топлоносител. Повечето от съвременните превозни средства с нови енергийни източници използват въздух/охлаждаща течност като охлаждаща среда. Този метод на охлаждане е лесен за работа, с ниски производствени разходи и може да постигне целта на разсейване на топлината от батерията.PTC нагревател за въздух/PTC нагревател на охлаждащата течност)
(4) Приемане на паралелна вентилация и конструкция за разсейване на топлината. Конструкцията за вентилация и разсейване на топлината между литиевите батерии може да разшири потока на въздух, така че той да бъде равномерно разпределен между батериите, като по този начин ефективно се решава температурната разлика между батерийните модули.
(5) Избор на точка за измерване на вентилатор и температура. В този модул изследователите са използвали голям брой експерименти, за да направят теоретични изчисления, а след това са използвали методи на флуидната механика, за да получат стойности за консумацията на енергия на вентилатора. След това изследователите ще използват метод на крайни елементи, за да намерят най-подходящата точка за измерване на температурата, за да получат точни данни за температурата на батерията.
Време на публикуване: 10 септември 2024 г.
