Μία από τις βασικές τεχνολογίες των οχημάτων νέας ενέργειας είναι οι μπαταρίες ισχύος.Η ποιότητα των μπαταριών καθορίζει το κόστος των ηλεκτρικών οχημάτων αφενός και την αυτονομία οδήγησης των ηλεκτρικών οχημάτων αφετέρου.Βασικός παράγοντας αποδοχής και γρήγορης υιοθέτησης.
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά χρήσης, τις απαιτήσεις και τα πεδία εφαρμογής των μπαταριών ισχύος, οι τύποι έρευνας και ανάπτυξης των μπαταριών ισχύος στο εσωτερικό και στο εξωτερικό είναι κατά προσέγγιση: μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες νικελίου-καδμίου, μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου, μπαταρίες ιόντων λιθίου, κυψέλες καυσίμου κ.λπ., μεταξύ των οποίων η ανάπτυξη μπαταριών ιόντων λιθίου τραβά τη μεγαλύτερη προσοχή.
Συμπεριφορά παραγωγής θερμότητας μπαταρίας ισχύος
Η πηγή θερμότητας, ο ρυθμός παραγωγής θερμότητας, η θερμική χωρητικότητα της μπαταρίας και άλλες σχετικές παράμετροι της μονάδας μπαταρίας ισχύος σχετίζονται στενά με τη φύση της μπαταρίας.Η θερμότητα που απελευθερώνεται από την μπαταρία εξαρτάται από τη χημική, μηχανική και ηλεκτρική φύση και τα χαρακτηριστικά της μπαταρίας, ιδιαίτερα τη φύση της ηλεκτροχημικής αντίδρασης.Η θερμική ενέργεια που παράγεται στην αντίδραση της μπαταρίας μπορεί να εκφραστεί από τη θερμότητα αντίδρασης μπαταρίας Qr.η ηλεκτροχημική πόλωση προκαλεί την απόκλιση της πραγματικής τάσης της μπαταρίας από την ηλεκτροκινητική της δύναμη ισορροπίας και η απώλεια ενέργειας που προκαλείται από την πόλωση της μπαταρίας εκφράζεται με Qp.Εκτός από το ότι η αντίδραση της μπαταρίας προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση της αντίδρασης, υπάρχουν και ορισμένες παράπλευρες αντιδράσεις.Οι τυπικές παράπλευρες αντιδράσεις περιλαμβάνουν την αποσύνθεση ηλεκτρολυτών και την αυτοεκφόρτιση της μπαταρίας.Η θερμότητα της πλευρικής αντίδρασης που παράγεται σε αυτή τη διαδικασία είναι Qs.Επιπλέον, επειδή οποιαδήποτε μπαταρία θα έχει αναπόφευκτα αντίσταση, θα δημιουργηθεί θερμότητα Joule Qj όταν περάσει το ρεύμα.Επομένως, η συνολική θερμότητα μιας μπαταρίας είναι το άθροισμα της θερμότητας των ακόλουθων όψεων: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Ανάλογα με τη συγκεκριμένη διαδικασία φόρτισης (εκφόρτισης), οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν την παραγωγή θερμότητας από την μπαταρία είναι επίσης διαφορετικοί.Για παράδειγμα, όταν η μπαταρία είναι κανονικά φορτισμένη, το Qr είναι ο κυρίαρχος παράγοντας.και στο μεταγενέστερο στάδιο της φόρτισης της μπαταρίας, λόγω της αποσύνθεσης του ηλεκτρολύτη, αρχίζουν να συμβαίνουν πλευρικές αντιδράσεις (η θερμότητα της πλευρικής αντίδρασης είναι Qs), όταν η μπαταρία είναι σχεδόν πλήρως φορτισμένη και υπερφορτισμένη. Αυτό που συμβαίνει κυρίως είναι η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη, όπου κυριαρχεί το Qs .Η θερμότητα Joule Qj εξαρτάται από το ρεύμα και την αντίσταση.Η συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος φόρτισης πραγματοποιείται υπό σταθερό ρεύμα και το Qj είναι μια συγκεκριμένη τιμή αυτή τη στιγμή.Ωστόσο, κατά την εκκίνηση και την επιτάχυνση, το ρεύμα είναι σχετικά υψηλό.Για το HEV, αυτό ισοδυναμεί με ρεύμα από δεκάδες αμπέρ έως εκατοντάδες αμπέρ.Αυτή τη στιγμή, η θερμότητα Joule Qj είναι πολύ μεγάλη και γίνεται η κύρια πηγή απελευθέρωσης θερμότητας της μπαταρίας.
Από την άποψη της ελεγχσιμότητας της θερμικής διαχείρισης, τα συστήματα θερμικής διαχείρισης μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: ενεργό και παθητικό.Από την άποψη του μέσου μεταφοράς θερμότητας, τα συστήματα θερμικής διαχείρισης μπορούν να χωριστούν σε: αερόψυκτο, υγρόψυκτο και θερμική αποθήκευση αλλαγής φάσης.
Θερμική διαχείριση με αέρα ως μέσο μεταφοράς θερμότητας
Το μέσο μεταφοράς θερμότητας έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση και το κόστος του συστήματος διαχείρισης θερμότητας.Η χρήση του αέρα ως μέσο μεταφοράς θερμότητας είναι η απευθείας εισαγωγή του αέρα έτσι ώστε να ρέει μέσω της μονάδας μπαταρίας για να επιτευχθεί ο σκοπός της απαγωγής θερμότητας.Γενικά, απαιτούνται ανεμιστήρες, αερισμός εισόδου και εξόδου και άλλα εξαρτήματα.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές πηγές εισαγωγής αέρα, υπάρχουν γενικά οι ακόλουθες μορφές:
1 Παθητική ψύξη με εξωτερικό αερισμό
2. Παθητική ψύξη/θέρμανση για αερισμό του θαλάμου επιβατών
3. Ενεργή ψύξη/θέρμανση του εξωτερικού αέρα ή του θαλάμου επιβατών
Η δομή του παθητικού συστήματος είναι σχετικά απλή και αξιοποιεί άμεσα το υπάρχον περιβάλλον.Για παράδειγμα, εάν η μπαταρία χρειάζεται θέρμανση το χειμώνα, το ζεστό περιβάλλον στο χώρο επιβατών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισπνοή αέρα.Εάν η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι πολύ υψηλή κατά την οδήγηση και το αποτέλεσμα ψύξης του αέρα στο χώρο επιβατών δεν είναι καλό, μπορείτε να εισπνεύσετε κρύο αέρα από το εξωτερικό για να κρυώσει.
Για το ενεργό σύστημα, πρέπει να δημιουργηθεί ένα ξεχωριστό σύστημα για να παρέχει λειτουργίες θέρμανσης ή ψύξης και να ελέγχεται ανεξάρτητα ανάλογα με την κατάσταση της μπαταρίας, γεγονός που αυξάνει επίσης την κατανάλωση ενέργειας και το κόστος του οχήματος.Η επιλογή διαφορετικών συστημάτων εξαρτάται κυρίως από τις απαιτήσεις χρήσης της μπαταρίας.
Θερμική διαχείριση με υγρό ως μέσο μεταφοράς θερμότητας
Για τη μεταφορά θερμότητας με υγρό ως μέσο, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια επικοινωνία μεταφοράς θερμότητας μεταξύ της μονάδας και του υγρού μέσου, όπως ένα χιτώνιο νερού, για τη διεξαγωγή έμμεσης θέρμανσης και ψύξης με τη μορφή μεταφοράς και αγωγής θερμότητας.Το μέσο μεταφοράς θερμότητας μπορεί να είναι νερό, αιθυλενογλυκόλη ή ακόμα και Ψυκτικό.Υπάρχει επίσης άμεση μεταφορά θερμότητας με βύθιση του πολικού τεμαχίου στο υγρό του διηλεκτρικού, αλλά πρέπει να ληφθούν μέτρα μόνωσης για την αποφυγή βραχυκυκλώματος.
Η παθητική υγρή ψύξη γενικά χρησιμοποιεί εναλλαγή θερμότητας αέρα περιβάλλοντος υγρού και στη συνέχεια εισάγει κουκούλια στην μπαταρία για δευτερεύουσα ανταλλαγή θερμότητας, ενώ η ενεργητική ψύξη χρησιμοποιεί μεσαίους εναλλάκτες θερμότητας ψυκτικού υγρού κινητήρα ή ηλεκτρική θέρμανση/θερμική θέρμανση λαδιού για την επίτευξη πρωτογενούς ψύξης.Θέρμανση, πρωτογενής ψύξη με κλιματισμό καμπίνας επιβατών/κλιματισμού ψυκτικό-υγρό.
Το σύστημα θερμικής διαχείρισης με αέρα και υγρό ως μέσο απαιτεί ανεμιστήρες, αντλίες νερού, εναλλάκτες θερμότητας, θερμάστρες (Αερόθερμο PTC), σωληνώσεις και άλλα εξαρτήματα για να γίνει η δομή πολύ μεγάλη και πολύπλοκη, και επίσης καταναλώνει ενέργεια μπαταρίας, συστοιχία Η πυκνότητα ισχύος και η πυκνότητα ενέργειας της μπαταρίας μειώνονται.
(Ψυκτικό PTCθερμάστρα) Το υδρόψυκτο σύστημα ψύξης μπαταρίας χρησιμοποιεί ψυκτικό (50% νερό/50% αιθυλενογλυκόλη) για να μεταφέρει θερμότητα από την μπαταρία στο σύστημα ψυκτικού συστήματος κλιματισμού μέσω του ψυγείου της μπαταρίας και στη συνέχεια στο περιβάλλον μέσω του συμπυκνωτή.Η θερμοκρασία του εισαγόμενου νερού είναι εύκολο να φτάσει σε χαμηλότερη θερμοκρασία μετά την ανταλλαγή θερμότητας από το ψυγείο της μπαταρίας και η μπαταρία μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί στο καλύτερο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.η αρχή του συστήματος φαίνεται στο σχήμα.Τα κύρια εξαρτήματα του συστήματος ψυκτικού περιλαμβάνουν: συμπυκνωτή, ηλεκτρικό συμπιεστή, εξατμιστή, βαλβίδα εκτόνωσης με βαλβίδα διακοπής, ψυγείο μπαταρίας (βαλβίδα εκτόνωσης με βαλβίδα διακοπής) και σωλήνες κλιματισμού κ.λπ.Το κύκλωμα νερού ψύξης περιλαμβάνει:ηλεκτρική αντλία νερού, μπαταρία (συμπεριλαμβανομένων των πλακών ψύξης), ψύκτες μπαταρίας, σωλήνες νερού, δεξαμενές διαστολής και άλλα εξαρτήματα.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-13-2023
