Jedną z kluczowych technologii pojazdów nowej energii są akumulatory zasilające.Jakość akumulatorów determinuje z jednej strony koszt pojazdów elektrycznych, a z drugiej zasięg pojazdów elektrycznych.Kluczowy czynnik akceptacji i szybkiego przyjęcia.
Zgodnie z charakterystyką użytkowania, wymaganiami i obszarami zastosowań akumulatorów mocy, rodzaje badań i rozwoju akumulatorów mocy w kraju i za granicą to z grubsza: akumulatory ołowiowo-kwasowe, akumulatory niklowo-kadmowe, akumulatory niklowo-wodorkowe, akumulatory litowo-jonowe, ogniwa paliwowe itp., wśród których najwięcej uwagi poświęca się rozwojowi akumulatorów litowo-jonowych.
Zachowanie akumulatora zasilającego związane z wytwarzaniem ciepła
Źródło ciepła, szybkość wytwarzania ciepła, pojemność cieplna akumulatora i inne powiązane parametry modułu akumulatorowego mocy są ściśle powiązane z naturą akumulatora.Ciepło wydzielane przez akumulator zależy od chemicznej, mechanicznej i elektrycznej natury oraz właściwości akumulatora, zwłaszcza od charakteru reakcji elektrochemicznej.Energię cieplną powstającą w reakcji akumulatora można wyrazić ciepłem reakcji akumulatora Qr;polaryzacja elektrochemiczna powoduje, że rzeczywiste napięcie akumulatora odbiega od jego równowagowej siły elektromotorycznej, a strata energii spowodowana polaryzacją akumulatora jest wyrażana przez Qp.Oprócz reakcji akumulatora przebiegającej według równania reakcji zachodzą także reakcje uboczne.Typowe reakcje uboczne obejmują rozkład elektrolitu i samorozładowanie akumulatora.Ciepło reakcji bocznej powstające w tym procesie wynosi Qs.Ponadto, ponieważ każdy akumulator nieuchronnie będzie miał opór, podczas przepływu prądu zostanie wygenerowane ciepło Joule'a Qj.Zatem całkowite ciepło akumulatora jest sumą ciepła następujących aspektów: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
W zależności od konkretnego procesu ładowania (rozładowywania) różne są także główne czynniki powodujące wytwarzanie ciepła przez akumulator.Na przykład, gdy akumulator jest normalnie naładowany, dominującym czynnikiem jest Qr;a w dalszej fazie ładowania akumulatora, na skutek rozkładu elektrolitu, zaczynają zachodzić reakcje uboczne (ciepło reakcji bocznej wynosi Qs), gdy akumulator jest już prawie w pełni naładowany i przeładowany, dochodzi głównie do rozkładu elektrolitu, gdzie dominuje Qs .Ciepło Joule'a Qj zależy od prądu i rezystancji.Powszechnie stosowaną metodą ładowania jest prąd stały, a Qj jest w tym momencie określoną wartością.Jednak podczas rozruchu i przyspieszania prąd jest stosunkowo wysoki.W przypadku HEV jest to równoważne prądowi o natężeniu od dziesiątek do setek amperów.W tym momencie ciepło Joule'a Qj jest bardzo duże i staje się głównym źródłem wydzielania ciepła z akumulatora.
Z punktu widzenia sterowalności zarządzania ciepłem, systemy zarządzania ciepłem można podzielić na dwa typy: aktywne i pasywne.Z punktu widzenia nośnika ciepła systemy zarządzania ciepłem można podzielić na: chłodzone powietrzem, chłodzone cieczą i magazyny termiczne ze zmianą fazową.
Zarządzanie ciepłem z wykorzystaniem powietrza jako nośnika ciepła
Medium przenoszące ciepło ma znaczący wpływ na wydajność i koszt systemu zarządzania ciepłem.Wykorzystanie powietrza jako nośnika ciepła polega na bezpośrednim wprowadzeniu powietrza tak, aby przepływało przez moduł akumulatorowy w celu osiągnięcia celu odprowadzenia ciepła.Ogólnie rzecz biorąc, wymagane są wentylatory, wentylacja wlotowa i wylotowa oraz inne elementy.
W zależności od różnych źródeł wlotu powietrza, ogólnie istnieją następujące formy:
1 Chłodzenie pasywne z wentylacją powietrzem zewnętrznym
2. Pasywne chłodzenie/ogrzewanie wentylacji przedziału pasażerskiego
3. Aktywne chłodzenie/ogrzewanie powietrza zewnętrznego lub powietrza w kabinie
Struktura systemu pasywnego jest stosunkowo prosta i bezpośrednio wykorzystuje istniejące środowisko.Na przykład, jeśli zimą konieczne jest ogrzanie akumulatora, do wdychania powietrza można wykorzystać gorące otoczenie w kabinie pasażerskiej.Jeżeli podczas jazdy temperatura akumulatora jest zbyt wysoka, a działanie chłodzące powietrza w kabinie pasażerskiej nie jest dobre, w celu ochłodzenia można wdychać zimne powietrze z zewnątrz.
W przypadku systemu aktywnego należy stworzyć oddzielny system zapewniający funkcje ogrzewania lub chłodzenia i niezależnie sterowany w zależności od stanu akumulatora, co również zwiększa zużycie energii i koszt pojazdu.Wybór różnych systemów zależy głównie od wymagań użytkowych akumulatora.
Zarządzanie ciepłem z cieczą jako nośnikiem ciepła
W przypadku wymiany ciepła za pomocą cieczy jako medium konieczne jest zapewnienie komunikacji cieplnej pomiędzy modułem a płynnym medium, np. płaszczem wodnym, w celu pośredniego ogrzewania i chłodzenia w formie konwekcji i przewodzenia ciepła.Medium przenoszącym ciepło może być woda, glikol etylenowy lub nawet czynnik chłodniczy.Istnieje również bezpośrednie przenoszenie ciepła poprzez zanurzenie nabiegunnika w cieczy dielektryka, ale należy podjąć środki izolacyjne, aby uniknąć zwarcia.
Pasywne chłodzenie cieczą zazwyczaj wykorzystuje wymianę ciepła pomiędzy cieczą a otoczeniem, a następnie wprowadza kokony do akumulatora w celu wtórnej wymiany ciepła, podczas gdy aktywne chłodzenie wykorzystuje wymienniki ciepła płyn chłodzący silnik-ciecz lub ogrzewanie elektryczne/olej termiczny w celu uzyskania głównego chłodzenia.Ogrzewanie, chłodzenie pierwotne za pomocą klimatyzacji kabiny pasażerskiej/klimatyzacji czynnik chłodniczy-ciekły.
System zarządzania ciepłem, w którym medium jest powietrze i ciecz, wymaga wentylatorów, pomp wodnych, wymienników ciepła, grzejników (Nagrzewnica powietrza PTC), rurociągi i inne akcesoria, aby konstrukcja była zbyt duża i złożona, a także zużywa energię akumulatora, tablicę. Gęstość mocy i gęstość energii akumulatora są obniżone.
(Chłodziwo PTCpodgrzewacz) Układ chłodzenia akumulatora chłodzony wodą wykorzystuje płyn chłodzący (50% wody/50% glikolu etylenowego) do przekazywania ciepła z akumulatora do układu chłodniczego klimatyzacji przez chłodnicę akumulatora, a następnie do otoczenia poprzez skraplacz.Temperaturę importowanej wody można łatwo osiągnąć niższą po wymianie ciepła przez chłodnicę akumulatora, a akumulator można dostosować do pracy w najlepszym zakresie temperatur roboczych;zasadę działania systemu pokazano na rysunku.Do głównych elementów układu chłodniczego należą: skraplacz, sprężarka elektryczna, parownik, zawór rozprężny z zaworem odcinającym, chłodnica akumulatora (zawór rozprężny z zaworem odcinającym) oraz przewody klimatyzacyjne itp.;obieg wody chłodzącej obejmuje:elektryczna pompa wodna, akumulatory (w tym płyty chłodzące), chłodnice akumulatorów, rury wodne, zbiorniki wyrównawcze i inne akcesoria.
Czas publikacji: 13 lipca 2023 r
