אחת הטכנולוגיות המרכזיות של רכבי אנרגיה חדשים היא סוללות כוח.איכות המצברים קובעת את עלות הרכבים החשמליים מחד, ואת טווח הנסיעה של הרכבים החשמליים מאידך.גורם מפתח לקבלה ואימוץ מהיר.
על פי מאפייני השימוש, הדרישות ותחומי היישום של סוללות חשמל, סוגי המחקר והפיתוח של סוללות חשמל בבית ובחו"ל הם בערך: סוללות עופרת, סוללות ניקל-קדמיום, סוללות ניקל-מתכת הידריד, סוללות ליתיום-יון, תאי דלק וכו', שביניהם הפיתוח של סוללות ליתיום-יון זוכים לתשומת לב רבה ביותר.
התנהגות ייצור חום של סוללת החשמל
מקור החום, קצב ייצור החום, קיבולת החום של הסוללה ופרמטרים קשורים אחרים של מודול סוללת החשמל קשורים קשר הדוק לאופי הסוללה.החום המשתחרר מהסוללה תלוי באופי הכימי, המכני והחשמלי של הסוללה, במיוחד באופי התגובה האלקטרוכימית.אנרגיית החום שנוצרת בתגובת הסוללה יכולה לבוא לידי ביטוי בחום תגובת הסוללה Qr;הקיטוב האלקטרוכימי גורם למתח הממשי של הסוללה לסטות מכוח שיווי המשקל האלקטרומוטיבי שלה, ואובדן האנרגיה הנגרם מקיטוב הסוללה מתבטא ב-Qp.בנוסף לתגובת הסוללה המתנהלת לפי משוואת התגובה, יש גם כמה תגובות לוואי.תגובות לוואי אופייניות כוללות פירוק אלקטרוליטים ופריקה עצמית של הסוללה.חום התגובה הצדדית שנוצר בתהליך זה הוא Qs.בנוסף, מכיוון שלכל סוללה תהיה בהכרח התנגדות, יווצר Qj חום ג'ול כאשר הזרם יעבור.לכן, החום הכולל של סוללה הוא סכום החום של ההיבטים הבאים: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
בהתאם לתהליך הטעינה (הפריקה) הספציפי, גם הגורמים העיקריים שגורמים לסוללה לייצר חום שונים.לדוגמה, כאשר הסוללה טעונה בדרך כלל, Qr הוא הגורם הדומיננטי;ובשלב המאוחר יותר של טעינת הסוללה, עקב פירוק האלקטרוליט, מתחילות להתרחש תגובות לוואי (חום תגובת הצד הוא Qs), כאשר הסוללה כמעט טעונה במלואה ונטענת יתר על המידה, מה שקורה בעיקר הוא פירוק אלקטרוליטים, שם Qs שולט .חום הג'ול Qj תלוי בזרם ובהתנגדות.שיטת הטעינה הנפוצה מתבצעת תחת זרם קבוע, ו-Qj הוא ערך ספציפי בשלב זה.עם זאת, במהלך ההפעלה וההאצה, הזרם גבוה יחסית.עבור HEV, זה שווה ערך לזרם של עשרות אמפר עד מאות אמפר.בשלב זה, ה-Jole heat Qj גדול מאוד והופך למקור העיקרי לשחרור חום הסוללה.
מנקודת המבט של שליטה בניהול תרמי, מערכות ניהול תרמי(HVH) ניתן לחלק לשני סוגים: אקטיבי ופסיבי.מנקודת המבט של מדיום העברת חום, ניתן לחלק מערכות ניהול תרמיות ל: מקורר אוויר(מחמם אוויר PTC), נוזל מקורר(מחמם נוזל קירור PTC), ואחסון תרמי שינוי שלב.
עבור העברת חום עם נוזל קירור (PTC Coolant Heater) כמדיום, יש צורך ליצור תקשורת העברת חום בין המודול לבין המדיום הנוזלי, כגון מעיל מים, כדי לנהל חימום וקירור עקיפים בצורה של הסעה וחום הוֹלָכָה חַשְׁמַלִית.מדיום העברת החום יכול להיות מים, אתילן גליקול או אפילו קירור.ישנה גם העברת חום ישירה על ידי טבילת החלק המוט בנוזל הדיאלקטרי, אך יש לנקוט באמצעי בידוד כדי למנוע קצר חשמלי.
קירור נוזל קירור פסיבי משתמש בדרך כלל בחילופי חום אוויר נוזלי-סביבתי ולאחר מכן מכניס פקעות לסוללה לחילופי חום משני, בעוד שקירור אקטיבי משתמש במחלפי חום בינוניים נוזל קירור-נוזל, או חימום חשמלי PTC/חימום שמן תרמי כדי להשיג קירור ראשוני.חימום, קירור ראשוני עם מיזוג אוויר/מיזוג אוויר בתא הנוסעים נוזל קירור-נוזלי.
עבור מערכות ניהול תרמיות המשתמשות באוויר ובנוזל כתווך, המבנה גדול ומורכב מדי בשל הצורך במאווררים, משאבות מים, מחליפי חום, תנורי חימום, צינורות ואביזרים נוספים, והוא גם צורך אנרגיית סוללה ומפחית את הספק הסוללה. .צפיפות וצפיפות אנרגיה.
מערכת קירור הסוללה המקוררת במים משתמשת בנוזל קירור (50% מים/50% אתילן גליקול) כדי להעביר את חום הסוללה למערכת הקירור של מיזוג האוויר דרך מצנן הסוללה, ולאחר מכן לסביבה דרך המעבה.טמפרטורת המים בכניסת הסוללה מקוררת על ידי הסוללה קל להגיע לטמפרטורה נמוכה יותר לאחר חילופי חום, וניתן לכוונן את הסוללה כך שתפעל בטווח טמפרטורת העבודה הטוב ביותר;עיקרון המערכת מוצג באיור.המרכיבים העיקריים של מערכת הקירור כוללים: מעבה, מדחס חשמלי, מאייד, שסתום התפשטות עם שסתום סגירה, מצנן סוללות (שסתום הרחבה עם שסתום סגירה) וצינורות מיזוג אוויר וכו';מעגל מי הקירור כולל: משאבת מים חשמלית, סוללה (כולל לוחות קירור), מצננים סוללות, צינורות מים, מיכלי הרחבה ואביזרים נוספים.
זמן פרסום: 27 באפריל 2023
