טכנולוגיה חדשה לניהול תרמי של רכב אנרגיה כיוון שדרוג

ניהול תרמי סוללה

במהלך תהליך העבודה של הסוללה, לטמפרטורה יש השפעה רבה על הביצועים שלה.אם הטמפרטורה נמוכה מדי, הדבר עלול לגרום לירידה חדה בקיבולת הסוללה ובעוצמתה, ואף לקצר בסוללה.החשיבות של ניהול תרמי הסוללה הופכת בולטת יותר ויותר מכיוון שהטמפרטורה גבוהה מדי מה שעלול לגרום לסוללה להתפרק, להרוס, להתלקח או אפילו להתפוצץ.טמפרטורת הפעולה של סוללת החשמל היא גורם מפתח בקביעת הביצועים, הבטיחות וחיי הסוללה.מנקודת מבט של ביצועים, טמפרטורה נמוכה מדי תוביל לירידה בפעילות הסוללה, שתגרום לירידה בביצועי הטעינה והפריקה, וירידה חדה בקיבולת הסוללה.ההשוואה גילתה שכאשר הטמפרטורה ירדה ל-10 מעלות צלזיוס, קיבולת פריקת הסוללה הייתה 93% מזו שבטמפרטורה רגילה;עם זאת, כאשר הטמפרטורה ירדה ל-20 מעלות צלזיוס, קיבולת פריקת הסוללה הייתה רק 43% מזו שבטמפרטורה רגילה.

מחקר של Li Junqiu ואחרים הזכיר שמבחינה בטיחותית, אם הטמפרטורה גבוהה מדי, תגובות הלוואי של הסוללה יואצו.כאשר הטמפרטורה קרובה ל-60 מעלות צלזיוס, החומרים הפנימיים/החומרים הפעילים של הסוללה יתפרקו, ואז תתרחש "בריחה תרמית", שתגרום לטמפרטורה לעלייה פתאומית, אפילו עד 400 ~ 1000 ℃, ואז תוביל ל אש ופיצוץ.אם הטמפרטורה נמוכה מדי, יש לשמור על קצב הטעינה של הסוללה בקצב טעינה נמוך יותר, אחרת זה יגרום לסוללה לפרק ליתיום ולגרום לקצר פנימי להתלקחות.

מנקודת המבט של חיי הסוללה, לא ניתן להתעלם מהשפעת הטמפרטורה על חיי הסוללה.שקיעת ליתיום בסוללות המועדות לטעינה בטמפרטורה נמוכה תגרום לחיי המחזור של הסוללה להתפוגג במהירות לעשרות מונים, וטמפרטורה גבוהה תשפיע מאוד על חיי המחזור וחיי המחזור של הסוללה.המחקר מצא שכאשר הטמפרטורה היא 23 ℃, חיי הסוללה עם 80% קיבולת שנותרה הם כ-6238 ימים, אך כאשר הטמפרטורה עולה ל-35 ℃, אורך החיים הקלנדרי הוא כ-1790 ימים, וכאשר הטמפרטורה מגיעה ל-55 מעלות. ℃, החיים בלוח השנה הם בערך 6238 ימים.רק 272 ימים.

נכון לעכשיו, עקב עלות ומגבלות טכניות, ניהול תרמי של סוללה (BTMS) אינו מאוחד בשימוש במדיה מוליכה, וניתן לחלקו לשלושה נתיבים טכניים עיקריים: קירור אוויר (אקטיבי ופסיבי), קירור נוזלי וחומרי שינוי פאזה (PCM).קירור אוויר פשוט יחסית, אין בו סכנת דליפה וחסכוני.זה מתאים לפיתוח ראשוני של סוללות LFP ושדות מכוניות קטנות.ההשפעה של קירור נוזלי טובה יותר מזו של קירור אוויר, והעלות גדלה.בהשוואה לאוויר, למדיום קירור נוזלי יש את המאפיינים של קיבולת חום סגולית גדולה ומקדם העברת חום גבוה, אשר מפצה למעשה על החסר הטכני של יעילות קירור אוויר נמוכה.זוהי האופטימיזציה העיקרית של מכוניות נוסעים כיום.לְתַכְנֵן.ג'אנג פובין ציין במחקרו כי היתרון של קירור נוזלי הוא פיזור חום מהיר, שיכול להבטיח את הטמפרטורה האחידה של ערכת הסוללות, והוא מתאים למארזי סוללות עם ייצור חום גדול;החסרונות הם עלות גבוהה, דרישות אריזה קפדניות, סיכון לדליפת נוזלים ומבנה מורכב.לחומרי שינוי שלב יש גם יעילות בחילופי חום וגם יתרונות בעלויות, וגם עלויות תחזוקה נמוכות.הטכנולוגיה הנוכחית עדיין בשלב המעבדה.טכנולוגיית הניהול התרמי של חומרים לשינוי פאזה עדיין לא בשלה לחלוטין, והיא כיוון הפיתוח הפוטנציאלי ביותר של ניהול תרמי סוללה בעתיד.

בסך הכל, קירור נוזלי הוא מסלול הטכנולוגיה המיינסטרים הנוכחי, בעיקר בשל:

(1) מצד אחד, לסוללות הטרינריות הגבוהות של ניקל הנוכחיים הנוכחיים יש יציבות תרמית גרועה יותר מאשר סוללות ליתיום ברזל פוספט, טמפרטורת בריחה תרמית נמוכה יותר (טמפרטורת פירוק, 750 מעלות צלזיוס לפוספט ליתיום ברזל, 300 מעלות צלזיוס לסוללות ליתיום משולשות) , וייצור חום גבוה יותר.מצד שני, טכנולוגיות חדשות ליישום ליתיום ברזל פוספט כגון סוללת הלהב של BYD ו- Ningde עידן CTP מבטלות מודולים, משפרות את ניצול החלל וצפיפות האנרגיה, ומקדמות עוד יותר את הניהול התרמי של הסוללה מטכנולוגיה מקוררת אוויר להטיית טכנולוגיה מקוררת נוזל.

(2) מושפע מההנחיות להפחתת הסובסידיה ומחרדת הצרכנים מטווח נסיעה, טווח הנסיעה של כלי רכב חשמליים ממשיך לגדול, והדרישות לצפיפות אנרגית הסוללה הולכות וגדלות.הדרישה לטכנולוגיית קירור נוזלי עם יעילות העברת חום גבוהה יותר גדלה.

(3) דגמים מתפתחים בכיוון של דגמים בינוניים עד גבוהים, עם תקציב עלות מספיק, חתירה לנוחות, סובלנות נמוכה לתקלות רכיבים וביצועים גבוהים, ופתרון הקירור הנוזלי תואם יותר את הדרישות.

לא משנה אם מדובר במכונית מסורתית או רכב אנרגיה חדש, הדרישה של הצרכנים לנוחות הולכת וגוברת, וטכנולוגיית הניהול התרמי של תא הטייס הפכה חשובה במיוחד.מבחינת שיטות הקירור, משתמשים במדחסים חשמליים במקום מדחסים רגילים לקירור, ולרוב סוללות מחוברות למערכות קירור של מיזוג אוויר.כלי רכב מסורתיים מאמצים בעיקר את סוג לוחית הסוואש, בעוד שרכבי אנרגיה חדשים משתמשים בעיקר בסוג המערבולת.לשיטה זו יש יעילות גבוהה, משקל קל, רעש נמוך ותואמת מאוד לאנרגיית כונן חשמלי.בנוסף, המבנה פשוט, הפעולה יציבה והיעילות הנפחית גבוהה ב-60% מזו של סוג פלטת הסוואש.%על אודות.מבחינת שיטת חימום, חימום PTC (מחמם אוויר PTC/מחמם נוזל קירור PTC) יש צורך, ולרכבים חשמליים אין מקורות חום בעלות אפסית (כגון נוזל קירור של מנוע בעירה פנימית)