Gestionarea termică a bateriei
În timpul funcționării bateriei, temperatura are o influență mare asupra performanței acesteia. Dacă temperatura este prea scăzută, aceasta poate provoca o scădere bruscă a capacității și puterii bateriei și chiar un scurtcircuit al bateriei. Importanța managementului termic al bateriei devine din ce în ce mai proeminentă, deoarece temperatura este prea ridicată, ceea ce poate duce la descompunerea, corodarea, aprinderea sau chiar explozia bateriei. Temperatura de funcționare a bateriei este un factor cheie în determinarea performanței, siguranței și duratei de viață a bateriei. Din punct de vedere al performanței, o temperatură prea scăzută va duce la o scădere a activității bateriei, rezultând o scădere a performanței de încărcare și descărcare și o scădere bruscă a capacității bateriei. Comparația a constatat că atunci când temperatura a scăzut la 10°C, capacitatea de descărcare a bateriei a fost de 93% din cea la temperatura normală; cu toate acestea, când temperatura a scăzut la -20°C, capacitatea de descărcare a bateriei a fost de doar 43% din cea la temperatura normală.
Cercetările efectuate de Li Junqiu și alții au menționat că, din punct de vedere al siguranței, dacă temperatura este prea ridicată, reacțiile secundare ale bateriei vor fi accelerate. Când temperatura este aproape de 60 °C, materialele/substanțele active interne ale bateriei se vor descompune, iar apoi va apărea o „fugă termică”, provocând o creștere bruscă a temperaturii, chiar și până la 400 ~ 1000 ℃, putând duce la incendiu și explozie. Dacă temperatura este prea scăzută, rata de încărcare a bateriei trebuie menținută la o rată de încărcare mai mică, altfel bateria se va descompune și va provoca un scurtcircuit intern care va lua foc.
Din perspectiva duratei de viață a bateriei, impactul temperaturii asupra acesteia nu poate fi ignorat. Depunerea de litiu în bateriile predispuse la încărcare la temperatură scăzută va duce la o scădere rapidă a duratei de viață a bateriei de zeci de ori, iar temperatura ridicată va afecta semnificativ durata de viață și durata de viață a bateriei. Studiile au constatat că atunci când temperatura este de 23 ℃, durata de viață a bateriei cu o capacitate rămasă de 80% este de aproximativ 6238 de zile, dar când temperatura crește la 35 ℃, durata de viață este de aproximativ 1790 de zile, iar când temperatura atinge 55 ℃, durata de viață este de aproximativ 6238 de zile. Doar 272 de zile.
În prezent, din cauza costurilor și a constrângerilor tehnice, gestionarea termică a bateriei (BTMS) nu este unificată în utilizarea mediilor conductive și poate fi împărțită în trei căi tehnice majore: răcire cu aer (activă și pasivă), răcire cu lichid și materiale cu schimbare de fază (PCM). Răcirea cu aer este relativ simplă, nu prezintă risc de scurgeri și este economică. Este potrivită pentru dezvoltarea inițială a bateriilor LFP și a câmpurilor auto mici. Efectul răcirii cu lichid este mai bun decât cel al răcirii cu aer, iar costul este crescut. Comparativ cu aerul, mediul de răcire lichid are caracteristicile unei capacități termice specifice mari și a unui coeficient de transfer termic ridicat, ceea ce compensează eficient deficiența tehnică a eficienței scăzute de răcire cu aer. Este principalul plan de optimizare a autoturismelor în prezent. Zhang Fubin a subliniat în cercetarea sa că avantajul răcirii cu lichid este disiparea rapidă a căldurii, care poate asigura temperatura uniformă a pachetului de baterii și este potrivită pentru pachetele de baterii cu producție mare de căldură; dezavantajele sunt costul ridicat, cerințele stricte de ambalare, riscul de scurgeri de lichid și structura complexă. Materialele cu schimbare de fază au atât avantaje de eficiență a schimbului de căldură, cât și costuri reduse de întreținere. Tehnologia actuală este încă în stadiul de laborator. Tehnologia de gestionare termică a materialelor cu schimbare de fază nu este încă complet matură și reprezintă direcția de dezvoltare cu cel mai potențial pentru gestionarea termică a bateriilor în viitor.
Per total, răcirea cu lichid este tehnologia dominantă în prezent, în principal datorită:
(1) Pe de o parte, bateriile ternare cu conținut ridicat de nichel, utilizate în prezent, au o stabilitate termică mai slabă decât bateriile litiu-fier-fosfat, o temperatură de fugă termică mai scăzută (temperatura de descompunere: 750 °C pentru litiu-fier-fosfat, 300 °C pentru bateriile ternare cu litiu) și o producție de căldură mai mare. Pe de altă parte, noile tehnologii de aplicare a litiu-fier-fosfatului, cum ar fi bateria cu lamă BYD și CTP din era Ningde, elimină modulele, îmbunătățesc utilizarea spațiului și densitatea energiei și promovează în continuare gestionarea termică a bateriilor de la tehnologia răcită cu aer la tehnologia răcită cu lichid.
(2) Afectată de îndrumările privind reducerea subvențiilor și de anxietatea consumatorilor cu privire la autonomia vehiculelor electrice, autonomia vehiculelor electrice continuă să crească, iar cerințele privind densitatea energetică a bateriei sunt din ce în ce mai mari. Cererea de tehnologie de răcire cu lichid cu o eficiență mai mare a transferului de căldură a crescut.
(3) Modelele se dezvoltă în direcția modelelor de gamă medie spre superioară, cu un buget de cost suficient, urmărind confortul, toleranță redusă la defecțiunile componentelor și performanță ridicată, iar soluția de răcire cu lichid este mai în conformitate cu cerințele.
Indiferent dacă este vorba de o mașină tradițională sau de un vehicul cu energie nouă, cererea consumatorilor pentru confort este din ce în ce mai mare, iar tehnologia de gestionare termică a cabinei de pilotaj a devenit deosebit de importantă. În ceea ce privește metodele de refrigerare, compresoarele electrice sunt utilizate în locul compresoarelor obișnuite pentru refrigerare, iar bateriile sunt de obicei conectate la sistemele de răcire cu aer condiționat. Vehiculele tradiționale adoptă în principal tipul cu placă oscilantă, în timp ce vehiculele cu energie nouă utilizează în principal tipul vortex. Această metodă are o eficiență ridicată, o greutate redusă, un zgomot redus și este foarte compatibilă cu energia de acționare electrică. În plus, structura este simplă, funcționarea este stabilă, iar eficiența volumetrică este cu 60% mai mare decât cea a tipului cu placă oscilantă. %aproximativ. În ceea ce privește metoda de încălzire, încălzirea PTC(Încălzitor de aer PTC/Încălzitor de lichid de răcire PTC) este necesară, iar vehiculele electrice nu au surse de căldură cu cost zero (cum ar fi lichidul de răcire al motorului cu ardere internă)
Data publicării: 07 iulie 2023
