1. Kjennetegn ved litiumbatterier for nye energikjøretøyer
Litiumbatterier har hovedsakelig fordelene med lav selvutladingshastighet, høy energitetthet, høy syklustid og høy driftseffektivitet under bruk. Bruk av litiumbatterier som hovedstrømkilde for ny energi tilsvarer å skaffe en god strømkilde. Derfor har litiumbatteripakken relatert til litiumbattericellen blitt den viktigste kjernekomponenten og kjernedelen som gir strøm i sammensetningen av hovedkomponentene i nye energikjøretøyer. Under arbeidsprosessen til litiumbatterier er det visse krav til omgivelsene. I følge eksperimentelle resultater holdes den optimale arbeidstemperaturen på 20 °C til 40 °C. Når temperaturen rundt batteriet overstiger den angitte grensen, vil ytelsen til litiumbatteriet reduseres kraftig, og levetiden vil reduseres kraftig. Fordi temperaturen rundt litiumbatteriet er for lav, vil den endelige utladningskapasiteten og utladningsspenningen avvike fra den forhåndsinnstilte standarden, og det vil bli et kraftig fall.
Hvis omgivelsestemperaturen er for høy, vil sannsynligheten for termisk runaway i litiumbatteriet øke betraktelig, og den interne varmen vil samle seg på et bestemt sted, noe som forårsaker alvorlige problemer med varmeakkumulering. Hvis denne delen av varmen ikke kan eksporteres jevnt, sammen med den lengre driftstiden til litiumbatteriet, er batteriet utsatt for eksplosjon. Denne sikkerhetsfaren utgjør en stor trussel mot personlig sikkerhet, så litiumbatterier må stole på elektromagnetiske kjøleenheter for å forbedre sikkerhetsytelsen til det totale utstyret under drift. Det kan sees at når forskere kontrollerer temperaturen på litiumbatterier, må de rasjonelt bruke eksterne enheter for å eksportere varme og kontrollere den optimale arbeidstemperaturen til litiumbatterier. Etter at temperaturkontrollen når de tilsvarende standardene, vil målet om sikker kjøring av nye energikjøretøyer neppe være truet.
2. Varmegenereringsmekanisme for nytt litiumbatteri til energikjøretøy
Selv om disse batteriene kan brukes som strømforsyninger, er forskjellene mellom dem mer åpenbare i den faktiske bruken. Noen batterier har større ulemper, så produsenter av nye energibiler bør velge nøye. For eksempel gir blybatterier tilstrekkelig strøm til mellomgrenen, men det vil forårsake stor skade på omgivelsene under drift, og denne skaden vil være uopprettelig senere. Derfor, for å beskytte økologisk sikkerhet, har landet inkludert blybatterier på forbudslisten. I løpet av utviklingsperioden har nikkelmetallhydridbatterier fått gode muligheter, utviklingsteknologien har gradvis modnet, og bruksområdet har også utvidet seg. Sammenlignet med litiumbatterier er ulempene imidlertid litt åpenbare. For eksempel er det vanskelig for vanlige batteriprodusenter å kontrollere produksjonskostnadene for nikkelmetallhydridbatterier. Som et resultat har prisen på nikkelhydrogenbatterier på markedet holdt seg høy. Noen nye energibilmerker som forfølger kostnadsytelse, vil neppe vurdere å bruke dem som bildeler. Enda viktigere er det at NiMH-batterier er langt mer følsomme for omgivelsestemperatur enn litiumbatterier, og det er mer sannsynlig at de tar fyr på grunn av høye temperaturer. Etter flere sammenligninger skiller litiumbatterier seg ut og er nå mye brukt i nye energikjøretøyer.
Grunnen til at litiumbatterier kan gi strøm til nye energikjøretøyer er nettopp fordi deres positive og negative elektroder har aktive materialer. Under prosessen med kontinuerlig innstøping og utvinning av materialer oppnås en stor mengde elektrisk energi, og deretter, i henhold til prinsippet om energiomforming, kan den elektriske energien og den kinetiske energien oppnå formålet med utveksling, og dermed levere sterk kraft til de nye energikjøretøyene, og dermed oppnå formålet med å gå med bilen. Samtidig, når litiumbattericellen gjennomgår en kjemisk reaksjon, vil den ha funksjonen å absorbere varme og frigjøre varme for å fullføre energiomformingen. I tillegg er litiumatomet ikke statisk, det kan bevege seg kontinuerlig mellom elektrolytten og membranen, og det er polarisasjonsintern motstand.
Nå vil varmen også bli frigjort på riktig måte. Temperaturen rundt litiumbatteriet i nye energibiler er imidlertid for høy, noe som lett kan føre til nedbrytning av de positive og negative separatorene. I tillegg består det nye energi-litiumbatteriet av flere batteripakker. Varmen som genereres av alle batteripakkene overstiger langt varmen fra det enkelte batteriet. Når temperaturen overstiger en forhåndsbestemt verdi, er batteriet ekstremt utsatt for eksplosjon.
3. Viktige teknologier i batteriets termiske styringssystem
Både hjemme og i utlandet har det blitt viet stor oppmerksomhet til batteristyringssystemet til nye energibiler, lansert en rekke undersøkelser og oppnådd mange resultater. Denne artikkelen vil fokusere på nøyaktig evaluering av gjenværende batteristrøm i det nye termiske styringssystemet for batterier til energibiler, batteribalansestyring og nøkkelteknologier som brukes i dette.termisk styringssystem.
3.1 Metode for vurdering av resteffekt i batterivarmestyringssystem
Forskere har investert mye energi og møysommelig innsats i SOC-evaluering, hovedsakelig ved å bruke vitenskapelige dataalgoritmer som ampere-time-integralmetoden, lineær modellmetoden, nevrale nettverksmetoden og Kalman-filtermetoden for å utføre et stort antall simuleringseksperimenter. Imidlertid oppstår det ofte beregningsfeil under anvendelsen av denne metoden. Hvis feilen ikke korrigeres i tide, vil gapet mellom beregningsresultatene bli større og større. For å kompensere for denne feilen kombinerer forskere vanligvis Anshi-evalueringsmetoden med andre metoder for å verifisere hverandre, for å oppnå de mest nøyaktige resultatene. Med nøyaktige data kan forskere nøyaktig estimere batteriets utladningsstrøm.
3.2 Balansert styring av batteriets termiske styringssystem
Balansestyringen i batteriets termiske styringssystem brukes hovedsakelig til å koordinere spenningen og effekten til hver del av batteriet. Etter at forskjellige batterier er brukt i forskjellige deler, vil effekten og spenningen være forskjellig. På dette tidspunktet bør balansestyring brukes til å eliminere forskjellen mellom de to. Inkonsekvens. For tiden er den mest brukte balansestyringsteknikken
Den er hovedsakelig delt inn i to typer: passiv utjevning og aktiv utjevning. Fra et anvendelsesperspektiv er implementeringsprinsippene som brukes av disse to typene utjevningsmetoder ganske forskjellige.
(1) Passiv balanse. Prinsippet for passiv utjevning benytter det proporsjonale forholdet mellom batteristrøm og spenning, basert på spenningsdataene til en enkelt batteristreng, og konverteringen av de to oppnås vanligvis gjennom motstandsutladning: energien i et høyeffektsbatteri genererer varme gjennom motstandsoppvarming, og spres deretter gjennom luften for å oppnå formålet med energitap. Denne utjevningsmetoden forbedrer imidlertid ikke effektiviteten til batteribruken. I tillegg, hvis varmespredningen er ujevn, vil batteriet ikke være i stand til å fullføre oppgaven med batteriets termiske styring på grunn av overopphetingsproblemet.
(2) Aktiv balanse. Aktiv balanse er et oppgradert produkt av passiv balanse, som kompenserer for ulempene med passiv balanse. Fra et realiseringsprinsipp refererer ikke prinsippet om aktiv utjevning til prinsippet om passiv utjevning, men tar i bruk et helt annet konsept: aktiv utjevning konverterer ikke batteriets elektriske energi til varmeenergi og sprer den, slik at høy energi overføres. Energien fra batteriet overføres til lavenergibatteriet. Dessuten bryter ikke denne typen overføring loven om energibevaring, og har fordelene med lavt tap, høy brukseffektivitet og raske resultater. Imidlertid er balansestyringens sammensetningsstruktur relativt komplisert. Hvis balansepunktet ikke kontrolleres riktig, kan det forårsake irreversibel skade på batteripakken på grunn av dens overdrevne størrelse. Oppsummert har både aktiv balansestyring og passiv balansestyring fordeler og ulemper. I spesifikke applikasjoner kan forskere ta valg i henhold til kapasiteten og antall strenger av litiumbatteripakker. Litiumbatteripakker med lav kapasitet og lavt antall er egnet for passiv utjevningsstyring, og litiumbatteripakker med høy kapasitet og høy effekt er egnet for aktiv utjevningsstyring.
3.3 De viktigste teknologiene som brukes i batteriets termiske styringssystem
(1) Bestem det optimale driftstemperaturområdet for batteriet. Termisk styringssystem brukes hovedsakelig til å koordinere temperaturen rundt batteriet, så for å sikre at termisk styringssystem fungerer som det skal, brukes nøkkelteknologien som er utviklet av forskere hovedsakelig til å bestemme batteriets driftstemperatur. Så lenge batteritemperaturen holdes innenfor et passende område, kan litiumbatteriet alltid være i best mulig driftstilstand og gi tilstrekkelig strøm til drift av nye energikjøretøyer. På denne måten kan litiumbatteriets ytelse til nye energikjøretøyer alltid være i utmerket stand.
(2) Beregning av batteriets termiske område og temperaturprediksjon. Denne teknologien involverer et stort antall matematiske modellberegninger. Forskerne bruker tilsvarende beregningsmetoder for å finne temperaturforskjellen inne i batteriet, og bruker dette som grunnlag for å forutsi batteriets mulige termiske oppførsel.
(3) Valg av varmeoverføringsmedium. Den overlegne ytelsen til det termiske styringssystemet avhenger av valget av varmeoverføringsmedium. De fleste av dagens nye energikjøretøyer bruker luft/kjølevæske som kjølemedium. Denne kjølemetoden er enkel å bruke, har lave produksjonskostnader og kan godt oppnå formålet med varmespredning fra batteriet.PTC-luftvarmer/PTC kjølevæskevarmer)
(4) Bruk parallell ventilasjon og varmespredningsstrukturdesign. Ventilasjons- og varmespredningsdesignet mellom litiumbatteripakkene kan utvide luftstrømmen slik at den kan fordeles jevnt mellom batteripakkene, og dermed effektivt løse temperaturforskjellen mellom batterimodulene.
(5) Valg av vifte- og temperaturmålepunkt. I denne modulen brukte forskerne et stort antall eksperimenter til å gjøre teoretiske beregninger, og brukte deretter fluidmekaniske metoder for å innhente viftenes strømforbruksverdier. Deretter vil forskerne bruke endelige elementer for å finne det mest passende temperaturmålepunktet for å innhente nøyaktige batteritemperaturdata.
Publisert: 10. september 2024
