Viena iš pagrindinių naujų energijos transporto priemonių technologijų yra akumuliatoriai. Akumuliatorių kokybė lemia, viena vertus, elektromobilių kainą, kita vertus, elektromobilių nuvažiuojamą atstumą. Tai pagrindinis veiksnys, lemiantis priėmimą ir greitą pritaikymą.
Atsižvelgiant į maitinimo akumuliatorių naudojimo charakteristikas, reikalavimus ir taikymo sritis, maitinimo akumuliatorių tyrimų ir plėtros tipai šalyje ir užsienyje yra maždaug tokie: švino-rūgšties akumuliatoriai, nikelio-kadmio akumuliatoriai, nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai, ličio jonų akumuliatoriai, kuro elementai ir kt., iš kurių daugiausia dėmesio skiriama ličio jonų akumuliatorių kūrimui.
Maitinimo akumuliatoriaus šilumos generavimo elgsena
Šilumos šaltinis, šilumos generavimo greitis, akumuliatoriaus šiluminė talpa ir kiti susiję maitinimo akumuliatoriaus modulio parametrai yra glaudžiai susiję su akumuliatoriaus prigimtimi. Baterijos išskiriama šiluma priklauso nuo akumuliatoriaus cheminės, mechaninės ir elektrinės prigimties bei savybių, ypač nuo elektrocheminės reakcijos pobūdžio. Baterijos reakcijos metu susidariusią šilumos energiją galima išreikšti akumuliatoriaus reakcijos šiluma Qr; elektrocheminė poliarizacija lemia faktinės akumuliatoriaus įtampos nukrypimą nuo pusiausvyros elektrovaros jėgos, o energijos nuostoliai dėl akumuliatoriaus poliarizacijos išreiškiami Qp. Be akumuliatoriaus reakcijos, vykstančios pagal reakcijos lygtį, yra ir keletas šalutinių reakcijų. Tipinės šalutinės reakcijos yra elektrolito skilimas ir akumuliatoriaus savaiminis išsikrovimas. Šio proceso metu susidaranti šalutinė reakcijos šiluma yra Qs. Be to, kadangi bet kuri baterija neišvengiamai turės varžą, praeinant srovei, susidarys džaulių šiluma Qj. Todėl bendra akumuliatoriaus šiluma yra šių aspektų šilumos suma: Qt = Qr + Qp + Qs + Qj.
Priklausomai nuo konkretaus įkrovimo (iškrovimo) proceso, pagrindiniai veiksniai, dėl kurių akumuliatorius išskiria šilumą, taip pat skiriasi. Pavyzdžiui, kai akumuliatorius įkraunamas įprastai, Qr yra dominuojantis veiksnys; o vėlesniame akumuliatoriaus įkrovimo etape dėl elektrolito skaidymosi prasideda šalutinės reakcijos (šalutinės reakcijos šiluma yra Qs), kai akumuliatorius yra beveik visiškai įkrautas ir perkrautas, daugiausia vyksta elektrolito skaidymasis, kur dominuoja Qs. Džaulio šiluma Qj priklauso nuo srovės ir varžos. Dažniausiai naudojamas įkrovimo būdas atliekamas esant pastoviai srovei, ir Qj yra specifinė vertė šiuo metu. Tačiau paleidimo ir greitėjimo metu srovė yra gana didelė. HEV atveju tai atitinka dešimčių amperų iki šimtų amperų srovę. Šiuo metu Džaulio šiluma Qj yra labai didelė ir tampa pagrindiniu akumuliatoriaus šilumos išsiskyrimo šaltiniu.
Terminio valdymo valdomumo požiūriu, šilumos valdymo sistemas galima suskirstyti į du tipus: aktyviąsias ir pasyviąsias. Šilumos perdavimo terpės požiūriu, šilumos valdymo sistemas galima suskirstyti į: oru aušinamas, skysčiu aušinamas ir fazinio kaitos šilumos kaupimo sistemas.
Šilumos valdymas naudojant orą kaip šilumos perdavimo terpę
Šilumos perdavimo terpė daro didelę įtaką šilumos valdymo sistemos veikimui ir kainai. Oras kaip šilumos perdavimo terpė naudojama tiesiogiai tiekiant orą, kad jis tekėtų per akumuliatoriaus modulį ir išsklaidytų šilumą. Paprastai reikalingi ventiliatoriai, įleidimo ir išleidimo ventiliacija ir kiti komponentai.
Priklausomai nuo oro įsiurbimo šaltinių, paprastai skirstomi šie tipai:
1 Pasyvus vėsinimas su lauko oro ventiliacija
2. Pasyvus keleivių salono oro vėdinimo aušinimas / šildymas
3. Aktyvus lauko arba keleivių salono oro aušinimas / šildymas
Pasyvios sistemos struktūra yra gana paprasta ir tiesiogiai naudoja esamą aplinką. Pavyzdžiui, jei žiemą reikia šildyti akumuliatorių, karšta aplinka keleivių salone gali būti naudojama orui įkvėpti. Jei važiavimo metu akumuliatoriaus temperatūra per aukšta ir oro vėsinimo efektas keleivių salone nėra geras, galima įkvėpti šalto oro iš lauko, kad būtų atvėsinta.
Aktyviajai sistemai reikia sukurti atskirą sistemą, kuri atliktų šildymo arba vėsinimo funkcijas ir būtų nepriklausomai valdoma pagal akumuliatoriaus būseną, o tai taip pat padidina transporto priemonės energijos suvartojimą ir kainą. Skirtingų sistemų pasirinkimas daugiausia priklauso nuo akumuliatoriaus naudojimo reikalavimų.
Šilumos valdymas naudojant skystį kaip šilumos perdavimo terpę
Šilumos perdavimui skystu terpės pavidalu būtina sukurti šilumos perdavimo jungtį tarp modulio ir skystos terpės, pavyzdžiui, vandens apvalkalą, kad būtų galima netiesiogiai šildyti ir vėsinti konvekcijos ir šilumos laidumo būdu. Šilumos perdavimo terpė gali būti vanduo, etilenglikolis arba net šaltnešis. Taip pat galimas tiesioginis šilumos perdavimas panardinant poliaus antgalį į dielektriko skystį, tačiau reikia imtis izoliacijos priemonių, kad būtų išvengta trumpojo jungimo.
Pasyvus aušinimas skysčiu paprastai naudoja skysčio ir aplinkos oro šilumos mainus, o tada į akumuliatorių įkišami kokonai antriniams šilumos mainams, o aktyvus aušinimas naudoja variklio aušinimo skysčio ir skystos terpės šilumokaičius arba elektrinį šildymą / terminės alyvos šildymą pirminiam aušinimui. Šildymas, pirminis aušinimas keleivių salono oru / oro kondicionavimu, naudojant šaltnešio ir skystos terpės metodą.
Šilumos valdymo sistemai, kurioje terpė yra oras ir skystis, reikalingi ventiliatoriai, vandens siurbliai, šilumokaičiai, šildytuvai (PTC oro šildytuvas), vamzdynai ir kiti priedai, dėl kurių konstrukcija yra per didelė ir sudėtinga, taip pat eikvoja akumuliatoriaus energiją, masyvas. Sumažėja akumuliatoriaus galios tankis ir energijos tankis.
(PTC aušinimo skystisšildytuvasVandeniu aušinama akumuliatoriaus aušinimo sistema naudoja aušinimo skystį (50 % vandens / 50 % etilenglikolio), kad perduotų šilumą iš akumuliatoriaus į oro kondicionavimo šaltnešio sistemą per akumuliatoriaus aušintuvą, o po to į aplinką per kondensatorių. Po šilumos mainų akumuliatoriaus aušintuve lengvai pasiekiama žemesnė tiekiamo vandens temperatūra, o akumuliatorių galima reguliuoti taip, kad jis veiktų optimalioje darbinėje temperatūroje; sistemos principas parodytas paveikslėlyje. Pagrindiniai šaltnešio sistemos komponentai yra šie: kondensatorius, elektrinis kompresorius, garintuvas, išsiplėtimo vožtuvas su uždarymo vožtuvu, akumuliatoriaus aušintuvas (išplėtimo vožtuvas su uždarymo vožtuvu) ir oro kondicionavimo vamzdžiai ir kt.; aušinimo vandens grandinė apima:elektrinis vandens siurblys, akumuliatorius (įskaitant aušinimo plokštes), akumuliatorių aušintuvai, vandens vamzdžiai, išsiplėtimo bakai ir kiti priedai.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 13 d.
