Baterijos šiluminis valdymas
Baterijos veikimo metu temperatūra daro didelę įtaką jos veikimui. Per žema temperatūra gali smarkiai sumažinti baterijos talpą ir galią, netgi sukelti trumpąjį jungimą. Baterijos šiluminio valdymo svarba tampa vis svarbesnė, nes per aukšta temperatūra gali sukelti baterijos irimą, koroziją, užsidegimą ar net sprogimą. Baterijos veikimo temperatūra yra pagrindinis veiksnys, lemiantis veikimą, saugą ir baterijos veikimo laiką. Veikimo požiūriu, per žema temperatūra sumažins baterijos aktyvumą, dėl to sumažės įkrovimo ir iškrovimo našumas bei smarkiai sumažės baterijos talpa. Palyginus nustatyta, kad temperatūrai nukritus iki 10 °C, baterijos iškrovimo talpa sudarė 93 % įprastos temperatūros talpos; tačiau temperatūrai nukritus iki -20 °C, baterijos iškrovimo talpa sudarė tik 43 % įprastos temperatūros talpos.
Li Junqiu ir kitų atliktame tyrime teigiama, kad saugos požiūriu, per aukšta temperatūra pagreitėja akumuliatoriaus šalutinės reakcijos. Kai temperatūra artėja prie 60 °C, akumuliatoriaus vidinės medžiagos / veikliosios medžiagos suyra, todėl įvyksta „terminis išsiveržimas“, dėl kurio temperatūra staigiai pakyla iki net 400–1000 ℃, o tai sukelia gaisrą ir sprogimą. Jei temperatūra per žema, akumuliatoriaus įkrovimo greitį reikia palaikyti mažesnį, kitaip akumuliatorius suirs ir kils vidinis trumpasis jungimas, dėl kurio užsiliepsnos.
Kalbant apie akumuliatoriaus veikimo laiką, negalima ignoruoti temperatūros poveikio akumuliatoriaus veikimo laikui. Ličio nusėdimas akumuliatoriuose, linkusiuose įkrauti žemoje temperatūroje, sukels greitą akumuliatoriaus ciklo trukmės sumažėjimą iki dešimties kartų, o aukšta temperatūra labai paveiks akumuliatoriaus kalendorinį ir ciklo trukmę. Tyrimai parodė, kad esant 23 ℃ temperatūrai, akumuliatoriaus kalendorinis tarnavimo laikas su 80 % likusia talpa yra apie 6238 dienas, tačiau kai temperatūra pakyla iki 35 ℃, kalendorinis tarnavimo laikas yra apie 1790 dienų, o kai temperatūra pasiekia 55 ℃, kalendorinis tarnavimo laikas yra apie 6238 dienas, tik 272 dienos.
Šiuo metu dėl sąnaudų ir techninių apribojimų akumuliatorių šilumos valdymas (BTMS) nėra vieningas laidžiųjų terpių naudojimo srityje ir gali būti suskirstytas į tris pagrindinius techninius kelius: oro aušinimą (aktyvų ir pasyvų), skysčio aušinimą ir fazės kaitos medžiagas (PCM). Oro aušinimas yra gana paprastas, neturi nuotėkio rizikos ir yra ekonomiškas. Jis tinka pradinei LFP akumuliatorių ir mažų automobilių gamyboje plėtrai. Skysčio aušinimo efektas yra geresnis nei oro aušinimo, o kaina yra didesnė. Palyginti su oru, skysčio aušinimo terpė pasižymi didele savitąja šilumos talpa ir dideliu šilumos perdavimo koeficientu, kuris efektyviai kompensuoja techninį mažo oro aušinimo efektyvumo trūkumą. Tai yra pagrindinis lengvųjų automobilių optimizavimo planas šiuo metu. Zhang Fubin savo tyrime atkreipė dėmesį, kad skysčio aušinimo privalumas yra greitas šilumos išsklaidymas, kuris gali užtikrinti vienodą akumuliatorių bloko temperatūrą, ir tinka akumuliatorių blokams su didele šilumos gamyba; trūkumai yra didelė kaina, griežti pakavimo reikalavimai, skysčio nuotėkio rizika ir sudėtinga struktūra. Fazinio kaitos medžiagos pasižymi ir šilumos mainų efektyvumu, ir sąnaudų pranašumais, ir mažomis priežiūros sąnaudomis. Dabartinė technologija vis dar yra laboratorinėje stadijoje. Fazinio kaitos medžiagų terminio valdymo technologija dar nėra iki galo išvystyta, ir tai yra potencialiausia akumuliatorių terminio valdymo plėtros kryptis ateityje.
Apskritai, skystasis aušinimas yra dabartinė pagrindinė technologijų kryptis, daugiausia dėl:
(1) Viena vertus, dabartinės pagrindinės didelio nikelio kiekio trinarės baterijos pasižymi prastesniu terminiu stabilumu nei ličio geležies fosfato baterijos, žemesne terminio išsijungimo temperatūra (skilimo temperatūra – 750 °C ličio geležies fosfatui, 300 °C trinarėms ličio baterijoms) ir didesne šilumos gamyba. Kita vertus, naujos ličio geležies fosfato taikymo technologijos, tokios kaip BYD peilio tipo baterija ir Ningde eros CTP, pašalina modulius, pagerina erdvės panaudojimą ir energijos tankį, taip pat dar labiau skatina baterijų terminį valdymą nuo oru aušinamų technologijų prie skysčiu aušinamų technologijų.
(2) Dėl subsidijų mažinimo rekomendacijų ir vartotojų nerimo dėl nuvažiuojamo atstumo, elektromobilių nuvažiuojamas atstumas toliau didėja, o akumuliatorių energijos tankio reikalavimai vis didėja. Išaugo skysčio aušinimo technologijų, pasižyminčių didesniu šilumos perdavimo efektyvumu, paklausa.
(3) Modeliai vystosi vidutinės ir aukštos klasės modelių kryptimi, pasižymintys pakankamu biudžetu, siekiant komforto, mažu komponentų gedimų toleravimu ir dideliu našumu, o skysčio aušinimo sprendimas labiau atitinka reikalavimus.
Nesvarbu, ar tai tradicinis automobilis, ar naujos energijos transporto priemonė, vartotojų komforto poreikis vis didėja, o kabinos šilumos valdymo technologija tapo ypač svarbi. Kalbant apie šaldymo metodus, vietoj įprastų šaldymo kompresorių naudojami elektriniai kompresoriai, o akumuliatoriai paprastai prijungiami prie oro kondicionavimo ir aušinimo sistemų. Tradicinėse transporto priemonėse daugiausia naudojamas slenksčio tipo, o naujos energijos transporto priemonėse daugiausia naudojamas sūkurinis tipas. Šis metodas pasižymi dideliu efektyvumu, lengvumu, mažu triukšmu ir yra labai suderinamas su elektrine pavaros energija. Be to, konstrukcija yra paprasta, veikimas stabilus, o tūrinis efektyvumas yra 60 % didesnis nei slenksčio tipo. %. Kalbant apie šildymo metodą, PTC šildymas (PTC oro šildytuvas/PTC aušinimo skysčio šildytuvas) yra reikalingas, o elektromobiliuose trūksta nulinių šilumos šaltinių (pvz., vidaus degimo variklio aušinimo skysčio)
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 7 d.
