Batteriets termiske styring
Under batteriets arbeidsprosess har temperaturen stor innflytelse på ytelsen. Hvis temperaturen er for lav, kan det føre til en kraftig reduksjon i batterikapasitet og -effekt, og til og med en kortslutning av batteriet. Viktigheten av batteriets termiske styring blir stadig mer fremtredende ettersom temperaturen er for høy, noe som kan føre til at batteriet dekomponerer, korroderer, tar fyr eller til og med eksploderer. Driftstemperaturen til strømbatteriet er en nøkkelfaktor for å bestemme ytelse, sikkerhet og batterilevetid. Fra et ytelsessynspunkt vil en for lav temperatur føre til en reduksjon i batteriaktivitet, noe som resulterer i en reduksjon i lade- og utladningsytelse, og en kraftig reduksjon i batterikapasiteten. Sammenligningen viste at når temperaturen falt til 10 °C, var batteriets utladningskapasitet 93 % av den ved normal temperatur; når temperaturen falt til -20 °C, var batteriets utladningskapasitet imidlertid bare 43 % av den ved normal temperatur.
Forskning utført av Li Junqiu og andre nevnte at fra et sikkerhetssynspunkt, hvis temperaturen er for høy, vil batteriets bivirkninger akselereres. Når temperaturen er nær 60 °C, vil de indre materialene/aktive stoffene i batteriet brytes ned, og deretter vil det oppstå "termisk runaway", noe som forårsaker en plutselig temperaturøkning, helt opp til 400 ~ 1000 ℃, og dermed føre til brann og eksplosjon. Hvis temperaturen er for lav, må batteriets ladehastighet opprettholdes på en lavere ladehastighet, ellers vil det føre til at batteriet brytes ned litium og forårsaker en intern kortslutning som tar fyr.
Fra et batterilevetidsperspektiv kan ikke temperaturens innvirkning på batterilevetiden ignoreres. Litiumavsetning i batterier som er utsatt for lavtemperaturlading vil føre til at batteriets levetid raskt forringes med dusinvis av ganger, og høy temperatur vil i stor grad påvirke batteriets kalenderlevetid og sykluslevetid. Forskningen fant at når temperaturen er 23 ℃, er kalenderlevetiden til batteriet med 80 % gjenværende kapasitet omtrent 6238 dager, men når temperaturen stiger til 35 ℃, er kalenderlevetiden omtrent 1790 dager, og når temperaturen når 55 ℃, er kalenderlevetiden omtrent 6238 dager. Bare 272 dager.
For tiden, på grunn av kostnader og tekniske begrensninger, er batteritemperaturstyring (BTMS) er ikke enhetlig i bruken av ledende medier, og kan deles inn i tre hovedtekniske baner: luftkjøling (aktiv og passiv), væskekjøling og faseendringsmaterialer (PCM). Luftkjøling er relativt enkelt, har ingen risiko for lekkasje og er økonomisk. Det er egnet for den første utviklingen av LFP-batterier og småbilfelt. Effekten av væskekjøling er bedre enn luftkjøling, og kostnadene øker. Sammenlignet med luft har flytende kjølemedium egenskapene stor spesifikk varmekapasitet og høy varmeoverføringskoeffisient, noe som effektivt kompenserer for den tekniske mangelen på lav luftkjølingseffektivitet. Det er den viktigste optimaliseringsplanen for personbiler for tiden. Zhang Fubin påpekte i sin forskning at fordelen med væskekjøling er rask varmespredning, noe som kan sikre jevn temperatur på batteripakken, og er egnet for batteripakker med stor varmeproduksjon; ulempene er høye kostnader, strenge emballasjekrav, risiko for væskelekkasje og kompleks struktur. Faseendringsmaterialer har både varmevekslingseffektivitet og kostnadsfordeler, og lave vedlikeholdskostnader. Den nåværende teknologien er fortsatt på laboratoriestadiet. Termisk styringsteknologi for faseendringsmaterialer er ennå ikke helt moden, og det er den mest potensielle utviklingsretningen for batteritermisk styring i fremtiden.
Totalt sett er væskekjøling den nåværende vanlige teknologiveien, hovedsakelig på grunn av:
(1) På den ene siden har dagens vanlige ternære batterier med høyt nikkelinnhold dårligere termisk stabilitet enn litiumjernfosfatbatterier, lavere termisk runaway-temperatur (dekomponeringstemperatur, 750 °C for litiumjernfosfat, 300 °C for ternære litiumbatterier) og høyere varmeproduksjon. På den annen side eliminerer nye litiumjernfosfat-applikasjonsteknologier som BYDs bladbatteri og Ningde-æraens CTP moduler, forbedrer plassutnyttelse og energitetthet, og fremmer ytterligere batteritemperaturstyring fra luftkjølt teknologi til væskekjølt teknologi.
(2) Påvirket av veiledningen om subsidiereduksjoner og forbrukernes bekymring for rekkevidde, fortsetter rekkevidden til elbiler å øke, og kravene til batteriets energitetthet blir stadig høyere. Etterspørselen etter væskekjølingsteknologi med høyere varmeoverføringseffektivitet har økt.
(3) Modeller utvikler seg i retning av modeller i mellom- til høyprissegmentet, med tilstrekkelig kostnadsbudsjett, streben etter komfort, lav komponentfeiltoleranse og høy ytelse, og væskekjøleløsningen er mer i tråd med kravene.
Uansett om det er en tradisjonell bil eller et nytt energikjøretøy, blir forbrukernes behov for komfort stadig høyere, og teknologi for termisk styring i cockpiten har blitt spesielt viktig. Når det gjelder kjølemetoder, brukes elektriske kompressorer i stedet for vanlige kompressorer til kjøling, og batterier er vanligvis koblet til klimaanleggets kjølesystemer. Tradisjonelle kjøretøy bruker hovedsakelig swash plate-typen, mens nye energikjøretøy hovedsakelig bruker vortex-typen. Denne metoden har høy effektivitet, lav vekt, lavt støynivå og er svært kompatibel med elektrisk drivenergi. I tillegg er strukturen enkel, driften er stabil, og den volumetriske effektiviteten er 60 % høyere enn for swash plate-typen. Omtrent %. Når det gjelder oppvarmingsmetoden, PTC-oppvarming (PTC-luftvarmer/PTC kjølevæskevarmer) er nødvendig, og elbiler mangler nullkostnadsvarmekilder (som kjølevæske for forbrenningsmotorer)
Publisert: 07.07.2023
