1. Карактеристике литијумских батерија за возила са новим енергетским погоном
Литијумске батерије углавном имају предности ниске стопе самопражњења, високе густине енергије, дугог времена циклуса и високе радне ефикасности током употребе. Коришћење литијумских батерија као главног уређаја за напајање нове енергије еквивалентно је добијању доброг извора енергије. Стога, у саставу главних компоненти возила са новом енергијом, литијумски батеријски пакет који се односи на литијумску батеријску ћелију постао је његова најважнија основна компонента и основни део који обезбеђује напајање. Током процеса рада литијумских батерија, постоје одређени захтеви за околно окружење. Према експерименталним резултатима, оптимална радна температура се одржава на 20°C до 40°C. Када температура око батерије пређе наведену границу, перформансе литијумске батерије ће бити знатно смањене, а век трајања ће бити знатно смањен. Пошто је температура око литијумске батерије прениска, коначни капацитет пражњења и напон пражњења ће одступати од унапред подешеног стандарда и доћи ће до наглог пада.
Ако је температура околине превисока, вероватноћа термичког одлива литијумске батерије ће се значајно повећати, а унутрашња топлота ће се акумулирати на одређеном месту, што ће изазвати озбиљне проблеме са акумулацијом топлоте. Ако се овај део топлоте не може глатко одвести, уз продужено време рада литијумске батерије, батерија је склона експлозији. Ова безбедносна опасност представља велику претњу по личну безбедност, па се литијумске батерије морају ослањати на електромагнетне уређаје за хлађење како би се побољшале безбедносне перформансе целокупне опреме током рада. Може се видети да када истраживачи контролишу температуру литијумских батерија, морају рационално користити спољне уређаје за одвод топлоте и контролу оптималне радне температуре литијумских батерија. Након што контрола температуре достигне одговарајуће стандарде, циљ безбедне вожње возила на нову енергију готово неће бити угрожен.
2. Механизам стварања топлоте нове литијумске батерије за напајање возила
Иако се ове батерије могу користити као уређаји за напајање, у процесу стварне примене, разлике између њих су очигледније. Неке батерије имају веће недостатке, па произвођачи возила са новим енергетским капацитетом треба пажљиво да бирају. На пример, оловно-киселинске батерије обезбеђују довољну снагу за средњу грану, али ће током рада проузроковати велику штету околној средини, а та штета ће касније бити непоправљива. Стога, како би се заштитила еколошка безбедност, земља је ставила оловно-киселинске батерије на листу забрањених. Током периода развоја, никл-метал хидридне батерије су добиле добре могућности, технологија развоја је постепено сазревала, а обим примене се такође проширио. Међутим, у поређењу са литијумским батеријама, њихови недостаци су помало очигледни. На пример, обичним произвођачима батерија је тешко да контролишу трошкове производње никл-метал хидридних батерија. Као резултат тога, цена никл-водоничних батерија на тржишту је остала висока. Неки брендови возила са новим енергетским капацитетом који теже исплативости тешко ће разматрати њихову употребу као ауто-делове. Још важније, Ni-MH батерије су далеко осетљивије на температуру околине од литијумских батерија и већа је вероватноћа да ће се запалити због високих температура. Након вишеструких поређења, литијумске батерије се истичу и сада се широко користе у возилима са новим енергетским капацитетом.
Разлог зашто литијумске батерије могу да обезбеде напајање за возила са новом енергијом је управо тај што њихове позитивне и негативне електроде садрже активне материјале. Током процеса континуираног уграђивања и екстракције материјала, добија се велика количина електричне енергије, а затим, према принципу конверзије енергије, електрична и кинетичка енергија се размењују како би се постигла сврха, чиме се испоручује снажна снага возилима са новом енергијом, што може постићи сврху кретања аутомобила. Истовремено, када ћелија литијумске батерије прође кроз хемијску реакцију, она ће имати функцију апсорбовања топлоте и ослобађања топлоте како би се завршила конверзија енергије. Поред тога, атом литијума није статичан, може се континуирано кретати између електролита и дијафрагме, и постоји унутрашњи поларизациони отпор.
Сада ће се топлота такође правилно ослобађати. Међутим, температура око литијумске батерије возила са новом енергијом је превисока, што лако може довести до распадања позитивних и негативних сепаратора. Поред тога, састав литијумске батерије са новом енергијом састоји се од више батеријских пакета. Топлота коју генеришу сви батеријски пакети далеко премашује топлоту појединачне батерије. Када температура пређе унапред одређену вредност, батерија је изузетно склона експлозији.
3. Кључне технологије система за управљање температуром батерије
Систему управљања батеријама возила са новим енергетским погоном, како у земљи тако и у иностранству, посвећена је велика пажња, покренут је низ истраживања и добијени су бројни резултати. Овај чланак ће се фокусирати на тачну процену преостале снаге батерије система за термално управљање батеријама возила са новим енергетским погоном, управљање балансом батерије и кључне технологије које се примењују у...систем за управљање температуром.
3.1 Метода процене преостале снаге система за управљање температуром батерије
Истраживачи су уложили много енергије и мукотрпних напора у процену SOC-а, углавном користећи научне алгоритме података као што су метод интегрисања ампер-сати, метод линеарног модела, метод неуронских мрежа и метод Калмановог филтера како би спровели велики број симулационих експеримената. Међутим, грешке у прорачунима се често јављају током примене ове методе. Ако се грешка не исправи на време, разлика између резултата прорачуна ће постајати све већа и већа. Да би надокнадили овај недостатак, истраживачи обично комбинују Аншијеву методу процене са другим методама како би се међусобно проверили, како би добили најтачније резултате. Са тачним подацима, истраживачи могу прецизно проценити струју пражњења батерије.
3.2 Уравнотежено управљање системом за управљање температуром батерије
Управљање балансом система за термално управљање батеријом се углавном користи за координацију напона и снаге сваког дела батерије. Након што се различите батерије користе у различитим деловима, снага и напон ће бити различити. У овом случају, управљање балансом треба користити да би се елиминисала разлика између њих. Недоследност. Тренутно је најчешће коришћена техника управљања балансом.
Углавном се дели на две врсте: пасивно изједначавање и активно изједначавање. Са становишта примене, принципи имплементације које користе ове две врсте метода изједначавања су прилично различити.
(1) Пасивно балансирање. Принцип пасивног изједначавања користи пропорционални однос између снаге батерије и напона, на основу података о напону једног низа батерија, а конверзија та два се генерално постиже путем отпорног пражњења: енергија батерије велике снаге генерише топлоту путем отпорног загревања, а затим се расипа кроз ваздух да би се постигао циљ губитка енергије. Међутим, овај метод изједначавања не побољшава ефикасност коришћења батерије. Поред тога, ако је расипање топлоте неравномерно, батерија неће моћи да заврши задатак управљања температуром батерије због проблема прегревања.
(2) Активни баланс. Активни баланс је надограђени производ пасивног баланса, који надокнађује недостатке пасивног баланса. Са становишта принципа реализације, принцип активног изједначавања се не односи на принцип пасивног изједначавања, већ усваја потпуно другачији нови концепт: активно изједначавање не претвара електричну енергију батерије у топлотну енергију, већ је расипа, тако да се преноси висока енергија. Енергија из батерије се преноси на батерију ниске енергије. Штавише, ова врста преноса не крши закон очувања енергије и има предности малих губитака, високе ефикасности коришћења и брзих резултата. Међутим, структура састава управљања балансом је релативно компликована. Ако тачка баланса није правилно контролисана, може доћи до неповратног оштећења батеријског пакета због његове превелике величине. Укратко, и активно и пасивно управљање балансом имају и недостатке и предности. У специфичним применама, истраживачи могу да бирају у складу са капацитетом и бројем низова литијумских батеријских пакета. Литијумске батерије малог капацитета и малог броја погодне су за пасивно управљање изједначавањем, а литијумске батерије великог капацитета и велике снаге погодне су за активно управљање изједначавањем.
3.3 Главне технологије које се користе у систему за управљање температуром батерије
(1) Одређивање оптималног опсега радне температуре батерије. Систем за управљање температуром се углавном користи за координацију температуре око батерије, тако да би се осигурао ефекат примене система за управљање температуром, кључна технологија коју су развили истраживачи се углавном користи за одређивање радне температуре батерије. Све док се температура батерије одржава у одговарајућем опсегу, литијумска батерија увек може бити у најбољем радном стању, обезбеђујући довољну снагу за рад возила са новим енергетским погоном. На овај начин, перформансе литијумске батерије возила са новим енергетским погоном увек могу бити у одличном стању.
(2) Израчунавање термалног опсега батерије и предвиђање температуре. Ова технологија укључује велики број математичких моделских прорачуна. Научници користе одговарајуће методе прорачуна да би добили температурну разлику унутар батерије и користе то као основу за предвиђање могућег термичког понашања батерије.
(3) Избор медијума за пренос топлоте. Супериорне перформансе система за управљање топлотом зависе од избора медијума за пренос топлоте. Већина тренутних возила са новим енергетским капацитетом користи ваздух/расхладну течност као медијум за хлађење. Ова метода хлађења је једноставна за руковање, ниска је трошкова производње и може добро постићи сврху одвођења топлоте батерије.PTC грејач ваздуха/PTC грејач расхладне течности)
(4) Усвојите паралелни дизајн вентилације и структуре за одвођење топлоте. Дизајн вентилације и одвођења топлоте између литијумских батерија може проширити проток ваздуха тако да се он може равномерно распоредити између батеријских модула, ефикасно решавајући температурну разлику између батеријских модула.
(5) Избор тачке мерења вентилатора и температуре. У овом модулу, истраживачи су користили велики број експеримената за теоријске прорачуне, а затим су користили методе механике флуида да би добили вредности потрошње снаге вентилатора. Након тога, истраживачи ће користити коначне елементе да пронађу најпогоднију тачку мерења температуре како би прецизно добили податке о температури батерије.
Време објаве: 10. септембар 2024.
