Viena no jauno enerģijas transportlīdzekļu galvenajām tehnoloģijām ir jaudas akumulatori. Akumulatoru kvalitāte nosaka gan elektrotransportlīdzekļu izmaksas, gan nobraucamo attālumu. Tas ir galvenais faktors to pieņemšanai un ātrai ieviešanai.
Atbilstoši barošanas akumulatoru lietošanas raksturlielumiem, prasībām un pielietojuma jomām, barošanas akumulatoru pētniecības un izstrādes veidi gan mājās, gan ārzemēs ir aptuveni šādi: svina-skābes akumulatori, niķeļa-kadmija akumulatori, niķeļa-metāla hidrīda akumulatori, litija jonu akumulatori, degvielas elementi utt., starp kuriem litija jonu akumulatoru izstrādei tiek pievērsta vislielākā uzmanība.
Akumulatora siltuma ģenerēšanas uzvedība
Siltuma avots, siltuma ģenerēšanas ātrums, akumulatora siltumietilpība un citi saistītie jaudas akumulatora moduļa parametri ir cieši saistīti ar akumulatora raksturu. Akumulatora izdalītais siltums ir atkarīgs no akumulatora ķīmiskā, mehāniskā un elektriskā rakstura un īpašībām, īpaši no elektroķīmiskās reakcijas rakstura. Akumulatora reakcijā radīto siltumenerģiju var izteikt ar akumulatora reakcijas siltumu Qr; elektroķīmiskā polarizācija izraisa akumulatora faktiskā sprieguma novirzi no tā līdzsvara elektromotoriskā spēka, un akumulatora polarizācijas radītos enerģijas zudumus izsaka ar Qp. Papildus akumulatora reakcijai, kas notiek saskaņā ar reakcijas vienādojumu, pastāv arī dažas blakusreakcijas. Tipiskas blakusreakcijas ietver elektrolīta sadalīšanos un akumulatora pašizlādi. Šajā procesā radītais blakusreakcijas siltums ir Qs. Turklāt, tā kā jebkuram akumulatoram neizbēgami būs pretestība, strāvas pārejot, radīsies džoula siltums Qj. Tāpēc akumulatora kopējais siltums ir šādu aspektu siltuma summa: Qt = Qr + Qp + Qs + Qj.
Atkarībā no konkrētā uzlādes (izlādes) procesa atšķiras arī galvenie faktori, kas izraisa akumulatora siltuma veidošanos. Piemēram, kad akumulators ir normāli uzlādēts, Qr ir dominējošais faktors; un vēlākā akumulatora uzlādes posmā elektrolīta sadalīšanās dēļ sāk notikt blakusreakcijas (blakusreakcijas siltums ir Qs), kad akumulators ir gandrīz pilnībā uzlādēts un pārlādēts, galvenokārt notiek elektrolīta sadalīšanās, kur dominē Qs. Džoula siltums Qj ir atkarīgs no strāvas un pretestības. Visbiežāk izmantotā uzlādes metode tiek veikta ar nemainīgu strāvu, un Qj šajā laikā ir noteikta vērtība. Tomēr iedarbināšanas un paātrinājuma laikā strāva ir relatīvi augsta. Hidroelektriskiem transportlīdzekļiem tas ir līdzvērtīgs strāvai no desmitiem ampēru līdz simtiem ampēru. Šajā laikā Džoula siltums Qj ir ļoti liels un kļūst par galveno akumulatora siltuma izdalīšanās avotu.
No termiskās vadības vadāmības viedokļa termiskās vadības sistēmas (HVH) var iedalīt divos veidos: aktīvajās un pasīvajās. No siltumnesēja viedokļa termiskās pārvaldības sistēmas var iedalīt: gaisa dzesēšanas(PTC gaisa sildītājs), ar šķidrumu dzesējams(PTC dzesēšanas šķidruma sildītājs) un fāzes maiņas termiskā uzglabāšana.
Siltuma pārnesei ar dzesēšanas šķidrumu (PTC dzesēšanas šķidruma sildītāju) kā vidi ir nepieciešams izveidot siltuma pārneses savienojumu starp moduli un šķidro vidi, piemēram, ūdens apvalku, lai veiktu netiešu sildīšanu un dzesēšanu konvekcijas un siltuma vadīšanas veidā. Siltuma pārneses vide var būt ūdens, etilēnglikols vai pat aukstumaģents. Pastāv arī tieša siltuma pārnešana, iegremdējot pola elementu dielektriķa šķidrumā, taču ir jāveic izolācijas pasākumi, lai izvairītos no īssavienojuma.
Pasīvā dzesēšanas šķidruma dzesēšana parasti izmanto šķidruma un apkārtējā gaisa siltuma apmaiņu, un pēc tam akumulatorā tiek ievietoti kokoni sekundārai siltuma apmaiņai, savukārt aktīvā dzesēšana primārās dzesēšanas nodrošināšanai izmanto dzinēja dzesēšanas šķidruma un šķidruma vides siltummaiņus vai PTC elektrisko sildīšanu/termoeļļas sildīšanu. Apkure, primārā dzesēšana ar pasažieru salona gaisu/gaisa kondicionēšanas dzesēšanas šķidrumu-šķidrumu.
Siltuma pārvaldības sistēmām, kas kā vidi izmanto gaisu un šķidrumu, struktūra ir pārāk liela un sarežģīta, jo ir nepieciešami ventilatori, ūdens sūkņi, siltummaiņi, sildītāji, cauruļvadi un citi piederumi, kā arī tiek patērēta akumulatora enerģija un samazināta akumulatora jauda, blīvums un enerģijas blīvums.
Ūdens dzesēšanas akumulatora dzesēšanas sistēma izmanto dzesēšanas šķidrumu (50% ūdens/50% etilēnglikolu), lai pārnestu akumulatora siltumu uz gaisa kondicionēšanas dzesēšanas sistēmu caur akumulatora dzesētāju un pēc tam uz vidi caur kondensatoru. Akumulatora ieplūdes ūdens temperatūru atdzesē akumulators. Pēc siltuma apmaiņas ir viegli sasniegt zemāku temperatūru, un akumulatoru var noregulēt tā, lai tas darbotos vislabākajā darba temperatūras diapazonā; sistēmas princips ir parādīts attēlā. Dzesēšanas sistēmas galvenās sastāvdaļas ir: kondensators, elektriskais kompresors, iztvaicētājs, izplešanās vārsts ar noslēgvārstu, akumulatora dzesētājs (izplešanās vārsts ar noslēgvārstu) un gaisa kondicionēšanas caurules utt.; dzesēšanas ūdens ķēdē ietilpst: elektriskais ūdens sūknis, akumulators (ieskaitot dzesēšanas plāksnes), akumulatora dzesētāji, ūdens caurules, izplešanās tvertnes un citi piederumi.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 27. aprīlis
