Термално управљање батеријом
Током радног процеса батерије, температура има велики утицај на њене перформансе. Ако је температура прениска, може довести до наглог пада капацитета и снаге батерије, па чак и кратког споја. Значај управљања температуром батерије постаје све истакнутији јер је температура превисока, што може довести до распадања, корозије, паљења или чак експлозије батерије. Радна температура батерије је кључни фактор у одређивању перформанси, безбедности и века трајања батерије. Са становишта перформанси, прениска температура ће довести до смањења активности батерије, што ће резултирати смањењем перформанси пуњења и пражњења и наглим падом капацитета батерије. Поређење је показало да је, када је температура пала на 10°C, капацитет пражњења батерије био 93% оног на нормалној температури; међутим, када је температура пала на -20°C, капацитет пражњења батерије био је само 43% оног на нормалној температури.
Истраживање Ли Јунћијуа и других помиње да ће, са становишта безбедности, ако је температура превисока, споредне реакције батерије бити убрзане. Када је температура близу 60 °C, унутрашњи материјали/активне супстанце батерије ће се разградити, а затим ће доћи до „термалног бекства“, што ће узроковати нагли пораст температуре, чак и до 400 ~ 1000 ℃, а затим довести до пожара и експлозије. Ако је температура прениска, брзина пуњења батерије мора се одржавати на нижој брзини пуњења, у супротном ће довести до разградње литијума у батерији и изазвати унутрашњи кратки спој који ће се запалити.
Са становишта трајања батерије, утицај температуре на трајање батерије се не може занемарити. Таложење литијума у батеријама склоним пуњењу на ниским температурама довешће до брзог смањења циклуса батерије и до десетина пута, а висока температура ће значајно утицати на календарски век трајања и циклус трајања батерије. Истраживање је показало да је на температури од 23 ℃ календарски век батерије са 80% преосталог капацитета око 6238 дана, али када температура порасте на 35 ℃, календарски век трајања је око 1790 дана, а када температура достигне 55 ℃, календарски век трајања је око 6238 дана. Само 272 дана.
Тренутно, због трошкова и техничких ограничења, управљање температуром батерије (БТМС) није уједињен у употреби проводних медија и може се поделити на три главна техничка пута: хлађење ваздухом (активно и пасивно), хлађење течношћу и материјали за промену фазе (PCM). Хлађење ваздухом је релативно једноставно, нема ризика од цурења и економично је. Погодно је за почетни развој LFP батерија и поља малих аутомобила. Ефекат течног хлађења је бољи од ваздушног хлађења, а трошкови су повећани. У поређењу са ваздухом, течни медијум за хлађење има карактеристике великог специфичног топлотног капацитета и високог коефицијента преноса топлоте, што ефикасно надокнађује технички недостатак ниске ефикасности хлађења ваздухом. То је главна оптимизација путничких аутомобила у овом тренутку. Жанг Фубин је у свом истраживању истакао да је предност течног хлађења брзо одвођење топлоте, што може да обезбеди равномерну температуру батеријског пакета и погодно је за батеријске пакете са великом производњом топлоте; недостаци су висока цена, строги захтеви за паковање, ризик од цурења течности и сложена структура. Материјали за промену фазе имају и ефикасност размене топлоте и предности у трошковима, као и ниске трошкове одржавања. Тренутна технологија је још увек у лабораторијској фази. Технологија термичког управљања материјалима са променом фазе још увек није у потпуности зрела и представља најпотенцијалнији правац развоја термичког управљања батеријама у будућности.
Генерално, течно хлађење је тренутни главни технолошки пут, углавном због:
(1) С једне стране, тренутне главне тернарне батерије са високим садржајем никла имају лошију термичку стабилност од литијум-гвожђе-фосфатних батерија, нижу температуру термалног бекства (температура разлагања, 750 °C за литијум-гвожђе-фосфат, 300 °C за тернарне литијум-фосфатне батерије) и већу производњу топлоте. С друге стране, нове технологије примене литијум-гвожђе-фосфата, као што су BYD-ова батерија са лопатицама и Ningde era CTP, елиминишу модуле, побољшавају искоришћење простора и густину енергије, и додатно промовишу управљање топлотом батерија од технологије ваздушног хлађења до технологије течног хлађења.
(2) Под утицајем смерница за смањење субвенција и забринутости потрошача око домета вожње, домет вожње електричних возила наставља да се повећава, а захтеви за густином енергије батерије су све већи и већи. Потражња за технологијом течног хлађења са већом ефикасношћу преноса топлоте је порасла.
(3) Модели се развијају у правцу модела средњег и високог ранга, са довољним буџетом, тежњом ка удобности, ниској толеранцији на грешке компоненти и високим перформансама, а решење за течно хлађење је више у складу са захтевима.
Без обзира да ли је у питању традиционални аутомобил или возило са новом енергијом, потражња потрошача за удобношћу је све већа, а технологија управљања температуром у кокпиту је постала посебно важна. Што се тиче метода хлађења, уместо обичних компресора за хлађење користе се електрични компресори, а батерије су обично повезане са системима за хлађење климатизације. Традиционална возила углавном користе тип нагибне плоче, док возила са новом енергијом углавном користе вртложни тип. Овај метод има високу ефикасност, малу тежину, ниску буку и веома је компатибилан са електричном погонском енергијом. Поред тога, структура је једноставна, рад је стабилан, а волуметријска ефикасност је 60% већа од оне код типа нагибне плоче. %приближно. Што се тиче методе грејања, PTC грејање(ПТЦ грејач ваздуха/PTC грејач расхладне хлађе) је потребан, а електричним возилима недостају извори топлоте без трошкова (као што је расхладна течност мотора са унутрашњим сагоревањем)
Време објаве: 07.07.2023.
