1. Charakterystyka akumulatorów litowych do pojazdów nowej energii
Baterie litowe mają głównie zalety: niski współczynnik samorozładowania, wysoką gęstość energii, długie czasy cykli i wysoką wydajność roboczą podczas użytkowania.Używanie baterii litowych jako głównego urządzenia zasilającego nową energię jest równoznaczne z uzyskaniem dobrego źródła zasilania.Dlatego też w składzie głównych komponentów pojazdów nowej generacji akumulator litowy powiązany z ogniwem akumulatora litowego stał się jego najważniejszym podstawowym elementem i podstawową częścią zapewniającą moc.Podczas procesu pracy baterii litowych istnieją pewne wymagania dotyczące otaczającego środowiska.Zgodnie z wynikami eksperymentów optymalną temperaturę roboczą utrzymuje się w przedziale od 20°C do 40°C.Gdy temperatura wokół akumulatora przekroczy określony limit, wydajność akumulatora litowego zostanie znacznie zmniejszona, a jego żywotność znacznie się skróci.Ponieważ temperatura wokół akumulatora litowego jest zbyt niska, ostateczna pojemność rozładowania i napięcie rozładowania będą odbiegać od ustawionego standardu i nastąpi gwałtowny spadek.
Jeśli temperatura otoczenia jest zbyt wysoka, prawdopodobieństwo niekontrolowanej termicznej ucieczki baterii litowej znacznie wzrasta, a wewnętrzne ciepło gromadzi się w określonym miejscu, powodując poważne problemy z akumulacją ciepła.Jeśli ta część ciepła nie będzie mogła być płynnie odprowadzona wraz z wydłużonym czasem pracy baterii litowej, bateria jest podatna na eksplozję.To zagrożenie bezpieczeństwa stanowi ogromne zagrożenie dla bezpieczeństwa osobistego, dlatego akumulatory litowe muszą opierać się na elektromagnetycznych urządzeniach chłodzących, aby poprawić bezpieczeństwo całego sprzętu podczas pracy.Widać, że badacze kontrolując temperaturę akumulatorów litowych muszą racjonalnie wykorzystywać urządzenia zewnętrzne do odprowadzania ciepła i kontrolować optymalną temperaturę pracy akumulatorów litowych.Gdy kontrola temperatury osiągnie odpowiednie standardy, cel bezpiecznej jazdy pojazdów nowych na energię nie będzie prawie zagrożony.
2. Mechanizm wytwarzania ciepła w nowej baterii litowej zasilanej pojazdem energetycznym
Chociaż akumulatory te mogą służyć jako urządzenia zasilające, w procesie rzeczywistego zastosowania różnice między nimi są bardziej oczywiste.Niektóre akumulatory mają większe wady, dlatego producenci nowych pojazdów energetycznych powinni wybierać ostrożnie.Przykładowo akumulator kwasowo-ołowiowy zapewnia wystarczającą moc dla gałęzi środkowej, jednak podczas swojej pracy będzie powodować ogromne szkody w otaczającym środowisku, a szkody te będą później nieodwracalne.Dlatego też, aby chronić bezpieczeństwo ekologiczne, kraj umieścił akumulatory kwasowo-ołowiowe na liście zakazanych.W okresie rozwoju akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe uzyskały dobre możliwości, technologia rozwoju stopniowo dojrzewała, a zakres zastosowania również się rozszerzył.Jednak w porównaniu z akumulatorami litowymi jego wady są nieco oczywiste.Na przykład zwykłym producentom akumulatorów trudno jest kontrolować koszty produkcji akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych.W efekcie cena akumulatorów niklowo-wodorowych na rynku utrzymuje się na wysokim poziomie.Niektóre nowe marki pojazdów energetycznych, którym zależy na wydajności kosztowej, raczej nie rozważą wykorzystania ich jako części samochodowych.Co ważniejsze, akumulatory Ni-MH są znacznie bardziej wrażliwe na temperaturę otoczenia niż akumulatory litowe i są bardziej podatne na zapalenie się z powodu wysokich temperatur.Po wielokrotnych porównaniach wyróżniają się akumulatory litowe, które są obecnie szeroko stosowane w pojazdach nowych źródeł energii.
Powodem, dla którego baterie litowe mogą zapewniać energię pojazdom nowej generacji, jest właśnie to, że ich elektrody dodatnie i ujemne zawierają materiały aktywne.W procesie ciągłego osadzania i wydobywania materiałów uzyskuje się dużą ilość energii elektrycznej, a następnie zgodnie z zasadą konwersji energii energię elektryczną i energię kinetyczną. Aby osiągnąć cel wymiany, dostarczając w ten sposób dużą moc do nowe pojazdy energetyczne, mogą osiągnąć cel chodzenia samochodem.Jednocześnie, gdy ogniwo baterii litowej ulegnie reakcji chemicznej, będzie miało funkcję pochłaniania ciepła i uwalniania ciepła w celu całkowitej konwersji energii.Ponadto atom litu nie jest statyczny, może przemieszczać się w sposób ciągły między elektrolitem a membraną i występuje wewnętrzny opór polaryzacyjny.
Teraz ciepło będzie również odpowiednio uwalniane.Jednak temperatura wokół baterii litowej pojazdów nowej generacji jest zbyt wysoka, co może łatwo doprowadzić do rozkładu separatorów dodatniego i ujemnego.Ponadto nowy akumulator litowo-energetyczny składa się z wielu zestawów akumulatorów.Ciepło wytwarzane przez wszystkie akumulatory znacznie przewyższa ciepło generowane przez pojedynczy akumulator.Gdy temperatura przekroczy ustaloną wartość, akumulator jest wyjątkowo podatny na eksplozję.
3. Kluczowe technologie systemu zarządzania temperaturą akumulatorów
Zarówno w kraju, jak i za granicą poświęcono wiele uwagi systemowi zarządzania akumulatorami w pojazdach o nowej energii, rozpoczęto szereg badań i uzyskano wiele wyników.W artykule skupiono się na dokładnej ocenie pozostałej mocy akumulatora w nowym systemie zarządzania temperaturą akumulatora pojazdu energetycznego, zarządzaniu balansem akumulatora oraz kluczowych technologiach stosowanych wsystem zarządzania ciepłem.
3.1 Metoda oceny mocy resztkowej systemu zarządzania temperaturą akumulatora
Naukowcy włożyli wiele energii i żmudnych wysiłków w ocenę SOC, głównie wykorzystując algorytmy danych naukowych, takie jak metoda całkowania amperogodzin, metoda modelu liniowego, metoda sieci neuronowej i metoda filtru Kalmana, aby przeprowadzić dużą liczbę eksperymentów symulacyjnych.Jednak przy stosowaniu tej metody często zdarzają się błędy obliczeniowe.Jeśli błąd nie zostanie skorygowany na czas, różnica między wynikami obliczeń będzie coraz większa.Aby nadrobić tę wadę, badacze zazwyczaj łączą metodę oceny Anshi z innymi metodami w celu wzajemnej weryfikacji, tak aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki.Dzięki dokładnym danym badacze mogą dokładnie oszacować prąd rozładowania akumulatora.
3.2 Zrównoważone zarządzanie systemem zarządzania temperaturą akumulatora
Zarządzanie równowagą systemu zarządzania temperaturą akumulatora służy głównie do koordynowania napięcia i mocy każdej części akumulatora.Po zastosowaniu różnych baterii w różnych częściach moc i napięcie będą różne.W tym momencie należy zastosować zarządzanie saldem, aby wyeliminować różnicę między nimi.Niezgodność.Obecnie najpowszechniej stosowana technika zarządzania saldem
Dzieli się go głównie na dwa typy: wyrównanie pasywne i wyrównanie aktywne.Z punktu widzenia zastosowania zasady realizacji stosowane przez te dwa typy metod wyrównywania są zupełnie inne.
(1) Bilans pasywny.Zasada pasywnej korekcji wykorzystuje proporcjonalną zależność między mocą akumulatora a napięciem, w oparciu o dane dotyczące napięcia pojedynczego ciągu akumulatorów, a konwersję tych dwóch parametrów zwykle osiąga się poprzez wyładowanie rezystancyjne: energia akumulatora dużej mocy generuje ciepło poprzez ogrzewanie oporowe, a następnie rozproszyć się w powietrzu, aby osiągnąć cel utraty energii.Jednak ta metoda wyrównywania nie poprawia efektywności wykorzystania baterii.Ponadto, jeśli rozpraszanie ciepła jest nierównomierne, akumulator nie będzie w stanie wykonać zadania zarządzania temperaturą akumulatora ze względu na problem przegrzania.
(2) Saldo aktywne.Waga aktywna jest udoskonalonym produktem równowagi pasywnej, który rekompensuje wady równowagi pasywnej.Z punktu widzenia zasady realizacji zasada aktywnego wyrównywania nie nawiązuje do zasady wyrównywania pasywnego, ale przyjmuje zupełnie inną nową koncepcję: aktywne wyrównywanie nie przekształca energii elektrycznej akumulatora w energię cieplną i rozprasza ją , dzięki czemu przenoszona jest duża energia. Energia z akumulatora jest przekazywana do akumulatora o niskim zużyciu energii.Co więcej, ten rodzaj transmisji nie narusza prawa oszczędzania energii i ma zalety w postaci niskich strat, wysokiej wydajności użytkowania i szybkich rezultatów.Jednakże struktura składu zarządu bilansu jest stosunkowo skomplikowana.Jeżeli punkt równowagi nie będzie odpowiednio kontrolowany, może to spowodować nieodwracalne uszkodzenie pakietu akumulatorów ze względu na jego nadmierne wymiary.Podsumowując, zarówno aktywne zarządzanie saldem, jak i pasywne zarządzanie saldem mają wady i zalety.W konkretnych zastosowaniach badacze mogą dokonywać wyborów w zależności od pojemności i liczby ciągów akumulatorów litowych.Zestawy baterii litowych o małej pojemności i małej liczbie nadają się do pasywnego zarządzania korekcją, natomiast zestawy baterii litowych o dużej pojemności i dużej mocy nadają się do aktywnego zarządzania korekcją.
3.3 Główne technologie stosowane w systemie zarządzania temperaturą akumulatora
(1) Określ optymalny zakres temperatur pracy akumulatora.System zarządzania temperaturą służy głównie do koordynowania temperatury wokół akumulatora, dlatego aby zapewnić skuteczność zastosowania systemu zarządzania ciepłem, kluczowa technologia opracowana przez badaczy służy głównie do określenia temperatury roboczej akumulatora.Dopóki temperatura akumulatora będzie utrzymywana w odpowiednim zakresie, akumulator litowy może zawsze znajdować się w najlepszym stanie, zapewniając wystarczającą moc do pracy pojazdów nowej energii.W ten sposób wydajność akumulatorów litowych pojazdów nowej generacji może być zawsze w doskonałym stanie.
(2) Obliczanie zasięgu termicznego akumulatora i przewidywanie temperatury.Technologia ta wymaga dużej liczby obliczeń modeli matematycznych.Naukowcy stosują odpowiednie metody obliczeniowe, aby obliczyć różnicę temperatur wewnątrz akumulatora i na tej podstawie przewidzieć możliwe zachowanie termiczne akumulatora.
(3) Wybór nośnika ciepła.Doskonała wydajność systemu zarządzania ciepłem zależy od wyboru nośnika ciepła.Większość obecnych pojazdów nowej generacji wykorzystuje powietrze/chłodziwo jako medium chłodzące.Ta metoda chłodzenia jest prosta w obsłudze, tania w produkcji i może z powodzeniem osiągnąć cel polegający na rozpraszaniu ciepła z akumulatora.(Nagrzewnica powietrza PTC/Podgrzewacz płynu chłodzącego PTC)
(4) Zastosuj równoległą konstrukcję wentylacji i rozpraszania ciepła.Konstrukcja wentylacji i rozpraszania ciepła pomiędzy zestawami akumulatorów litowych może zwiększyć przepływ powietrza, dzięki czemu może być równomiernie rozłożone pomiędzy zestawami akumulatorów, skutecznie eliminując różnicę temperatur między modułami akumulatorów.
(5) Wybór punktu pomiaru wentylatora i temperatury.W tym module badacze wykorzystali dużą liczbę eksperymentów do wykonania obliczeń teoretycznych, a następnie wykorzystali metody mechaniki płynów do uzyskania wartości zużycia energii przez wentylator.Następnie badacze wykorzystają elementy skończone, aby znaleźć najodpowiedniejszy punkt pomiaru temperatury, aby uzyskać dokładne dane dotyczące temperatury akumulatora.
Czas publikacji: 25 czerwca 2023 r
