1. Caracteristicile bateriilor cu litiu pentru vehiculele cu energie nouă
Bateriile cu litiu au în principal avantajele unei rate reduse de autodescărcare, densității mari de energie, timpilor de ciclu mari și eficienței ridicate de funcționare în timpul utilizării. Utilizarea bateriilor cu litiu ca principal dispozitiv de alimentare pentru energie nouă este echivalentă cu obținerea unei surse bune de alimentare. Prin urmare, în componența componentelor principale ale vehiculelor cu energie nouă, pachetul de baterii cu litiu legat de celula bateriei cu litiu a devenit cea mai importantă componentă centrală și partea centrală care furnizează energie. În timpul procesului de funcționare a bateriilor cu litiu, există anumite cerințe pentru mediul înconjurător. Conform rezultatelor experimentale, temperatura optimă de funcționare este menținută la 20°C până la 40°C. Odată ce temperatura din jurul bateriei depășește limita specificată, performanța bateriei cu litiu va fi redusă considerabil, iar durata de viață va fi redusă considerabil. Deoarece temperatura din jurul bateriei cu litiu este prea scăzută, capacitatea finală de descărcare și tensiunea de descărcare vor devia de la standardul prestabilit și va exista o scădere bruscă.
Dacă temperatura ambiantă este prea ridicată, probabilitatea de descărcare termică a bateriei de litiu va fi mult crescută, iar căldura internă se va acumula într-o anumită locație, cauzând probleme grave de acumulare a căldurii. Dacă această parte a căldurii nu poate fi evacuată fără probleme, împreună cu timpul de funcționare prelungit al bateriei de litiu, bateria este predispusă la explozie. Acest pericol pentru siguranță reprezintă o mare amenințare la adresa siguranței personale, așa că bateriile cu litiu trebuie să se bazeze pe dispozitive de răcire electromagnetică pentru a îmbunătăți performanța de siguranță a echipamentului general în timpul funcționării. Se poate observa că atunci când cercetătorii controlează temperatura bateriilor cu litiu, aceștia trebuie să utilizeze rațional dispozitive externe pentru a evacua căldura și a controla temperatura optimă de funcționare a bateriilor cu litiu. După ce controlul temperaturii atinge standardele corespunzătoare, obiectivul de conducere în siguranță al vehiculelor cu energie nouă va fi greu de amenințat.
2. Mecanismul de generare a căldurii al noii baterii cu litiu pentru vehicule energetice
Deși aceste baterii pot fi utilizate ca dispozitive de alimentare, în procesul de aplicare reală, diferențele dintre ele sunt mai evidente. Unele baterii au dezavantaje mai mari, așa că producătorii de vehicule cu energie nouă ar trebui să aleagă cu atenție. De exemplu, bateria plumb-acid oferă suficientă energie pentru ramura medie, dar va provoca daune mari mediului înconjurător în timpul funcționării sale, iar aceste daune vor fi ireparabile ulterior. Prin urmare, pentru a proteja securitatea ecologică, țara a inclus bateriile plumb-acid pe lista interzisă. În perioada de dezvoltare, bateriile nichel-metal hidrură au obținut oportunități bune, tehnologia de dezvoltare s-a maturizat treptat, iar domeniul de aplicare s-a extins. Cu toate acestea, în comparație cu bateriile cu litiu, dezavantajele lor sunt puțin evidente. De exemplu, este dificil pentru producătorii de baterii obișnuite să controleze costul de producție al bateriilor nichel-metal hidrură. Drept urmare, prețul bateriilor nichel-hidrogen pe piață a rămas ridicat. Unele mărci de vehicule cu energie nouă care urmăresc performanța costurilor vor lua în considerare cu greu utilizarea lor ca piese auto. Mai important, bateriile Ni-MH sunt mult mai sensibile la temperatura ambiantă decât bateriile cu litiu și sunt mai susceptibile de a se aprinde din cauza temperaturilor ridicate. După multiple comparații, bateriile cu litiu ies în evidență și sunt acum utilizate pe scară largă în vehiculele cu energie nouă.
Motivul pentru care bateriile cu litiu pot furniza energie vehiculelor cu energie nouă este tocmai acela că electrozii lor pozitivi și negativi au materiale active. În timpul procesului de încorporare și extragere continuă a materialelor, se obține o cantitate mare de energie electrică, iar apoi, conform principiului conversiei energiei, energia electrică și energia cinetică sunt utilizate pentru a atinge scopul interschimbării, furnizând astfel o putere puternică vehiculelor cu energie nouă, putând fi atinsă scopul deplasării cu mașina. În același timp, atunci când celula bateriei cu litiu suferă o reacție chimică, aceasta va avea funcția de a absorbi căldura și de a elibera căldură pentru a finaliza conversia energiei. În plus, atomul de litiu nu este static, se poate mișca continuu între electrolit și diafragmă și există o rezistență internă de polarizare.
Acum, și căldura va fi eliberată în mod corespunzător. Cu toate acestea, temperatura din jurul bateriei de litiu a vehiculelor cu energie nouă este prea ridicată, ceea ce poate duce cu ușurință la descompunerea separatoarelor pozitive și negative. În plus, compoziția bateriei de litiu cu energie nouă este alcătuită din mai multe pachete de baterii. Căldura generată de toate pachetele de baterii depășește cu mult căldura generată de o singură baterie. Când temperatura depășește o valoare predeterminată, bateria este extrem de predispusă la explozie.
3. Tehnologii cheie ale sistemului de gestionare termică a bateriei
Sistemului de gestionare a bateriei vehiculelor cu energie nouă, atât în țară, cât și în străinătate, i s-a acordat un grad ridicat de atenție, s-a lansat o serie de cercetări și s-au obținut numeroase rezultate. Acest articol se va concentra pe evaluarea precisă a puterii rămase a bateriei sistemului de gestionare termică a bateriei vehiculelor cu energie nouă, pe gestionarea echilibrului bateriei și pe tehnologiile cheie aplicate în acest domeniu.sistem de management termic.
3.1 Metoda de evaluare a puterii reziduale a sistemului de gestionare termică a bateriei
Cercetătorii au investit multă energie și eforturi minuțioase în evaluarea SOC, utilizând în principal algoritmi de date științifice, cum ar fi metoda integrală amper-oră, metoda modelului liniar, metoda rețelei neuronale și metoda filtrului Kalman, pentru a realiza un număr mare de experimente de simulare. Cu toate acestea, erorile de calcul apar adesea în timpul aplicării acestei metode. Dacă eroarea nu este corectată la timp, decalajul dintre rezultatele calculului va deveni din ce în ce mai mare. Pentru a compensa acest defect, cercetătorii combină de obicei metoda de evaluare Anshi cu alte metode pentru a se verifica reciproc, astfel încât să obțină cele mai precise rezultate. Cu date precise, cercetătorii pot estima cu exactitate curentul de descărcare al bateriei.
3.2 Management echilibrat al sistemului de management termic al bateriei
Gestionarea echilibrului sistemului de gestionare termică a bateriei este utilizată în principal pentru a coordona tensiunea și puterea fiecărei părți a bateriei. După utilizarea diferitelor baterii în diferite părți, puterea și tensiunea vor fi diferite. În acest moment, gestionarea echilibrului ar trebui utilizată pentru a elimina diferența dintre cele două. Inconsecvență. În prezent, cea mai utilizată tehnică de gestionare a echilibrului.
Se împarte în principal în două tipuri: egalizare pasivă și egalizare activă. Din perspectiva aplicării, principiile de implementare utilizate de aceste două tipuri de metode de egalizare sunt destul de diferite.
(1) Echilibru pasiv. Principiul egalizării pasive utilizează relația proporțională dintre puterea bateriei și tensiune, bazată pe datele de tensiune ale unui singur lanț de baterii, iar conversia celor două se realizează în general prin descărcare prin rezistență: energia unei baterii de mare putere generează căldură prin încălzire prin rezistență, apoi se disipează prin aer pentru a atinge scopul pierderii de energie. Cu toate acestea, această metodă de egalizare nu îmbunătățește eficiența utilizării bateriei. În plus, dacă disiparea căldurii este inegală, bateria nu va putea îndeplini sarcina de gestionare termică a bateriei din cauza problemei de supraîncălzire.
(2) Echilibrul activ. Echilibrul activ este un produs îmbunătățit al echilibrului pasiv, care compensează dezavantajele echilibrului pasiv. Din punctul de vedere al principiului de realizare, principiul egalizării active nu se referă la principiul egalizării pasive, ci adoptă un concept complet nou: egalizarea activă nu transformă energia electrică a bateriei în energie termică și o disipează, astfel încât energia ridicată este transferată de la baterie la bateria cu energie redusă. Mai mult, acest tip de transmisie nu încalcă legea conservării energiei și are avantajele pierderilor reduse, eficienței ridicate în utilizare și rezultatelor rapide. Cu toate acestea, structura compozițională a managementului echilibrului este relativ complicată. Dacă punctul de echilibru nu este controlat corespunzător, poate provoca daune ireversibile pachetului de baterii din cauza dimensiunilor sale excesive. Pe scurt, atât managementul echilibrului activ, cât și managementul echilibrului pasiv au dezavantaje și avantaje. În aplicații specifice, cercetătorii pot face alegeri în funcție de capacitatea și numărul de șiruri de pachete de baterii litiu. Pachetele de baterii litiu cu capacitate redusă și număr redus de electroni sunt potrivite pentru gestionarea pasivă a egalizării, iar pachetele de baterii litiu cu capacitate mare și putere mare sunt potrivite pentru gestionarea activă a egalizării.
3.3 Principalele tehnologii utilizate în sistemul de management termic al bateriei
(1) Determinarea intervalului optim de temperatură de funcționare a bateriei. Sistemul de management termic este utilizat în principal pentru a coordona temperatura din jurul bateriei, astfel încât, pentru a asigura efectul de aplicare al sistemului de management termic, tehnologia cheie dezvoltată de cercetători este utilizată în principal pentru a determina temperatura de funcționare a bateriei. Atâta timp cât temperatura bateriei este menținută într-un interval adecvat, bateria cu litiu poate fi întotdeauna în cea mai bună stare de funcționare, oferind suficientă energie pentru funcționarea vehiculelor cu energie nouă. În acest fel, performanța bateriei cu litiu a vehiculelor cu energie nouă poate fi întotdeauna în stare excelentă.
(2) Calculul intervalului termic al bateriei și predicția temperaturii. Această tehnologie implică un număr mare de calcule cu modele matematice. Oamenii de știință utilizează metode de calcul corespunzătoare pentru a obține diferența de temperatură din interiorul bateriei și o folosesc ca bază pentru a prezice posibilul comportament termic al bateriei.
(3) Selectarea mediului de transfer termic. Performanța superioară a sistemului de management termic depinde de alegerea mediului de transfer termic. Majoritatea vehiculelor actuale cu energie nouă utilizează aer/lichid de răcire ca mediu de răcire. Această metodă de răcire este ușor de utilizat, are costuri de fabricație reduse și poate îndeplini cu succes scopul de a disipa căldura bateriei.Încălzitor de aer PTC/Încălzitor de lichid de răcire PTC)
(4) Adoptă un design paralel al structurii de ventilație și disipare a căldurii. Designul de ventilație și disipare a căldurii dintre pachetele de baterii litiu poate extinde fluxul de aer astfel încât acesta să fie distribuit uniform între pachetele de baterii, rezolvând eficient diferența de temperatură dintre modulele bateriei.
(5) Selectarea punctului de măsurare a ventilatorului și a temperaturii. În acest modul, cercetătorii au utilizat un număr mare de experimente pentru a efectua calcule teoretice, apoi au folosit metode de mecanică a fluidelor pentru a obține valori ale consumului de energie al ventilatorului. Ulterior, cercetătorii vor utiliza elemente finite pentru a găsi cel mai potrivit punct de măsurare a temperaturii, pentru a obține cu precizie date despre temperatura bateriei.
Data publicării: 10 septembrie 2024
