Akumulatora termiskā pārvaldība
Akumulatora darbības laikā temperatūrai ir liela ietekme uz tā veiktspēju. Ja temperatūra ir pārāk zema, tā var izraisīt strauju akumulatora ietilpības un jaudas samazināšanos un pat akumulatora īssavienojumu. Akumulatora termiskās pārvaldības nozīme kļūst arvien svarīgāka, jo pārāk augsta temperatūra var izraisīt akumulatora sadalīšanos, koroziju, aizdegšanos vai pat eksploziju. Akumulatora darba temperatūra ir galvenais faktors, kas nosaka veiktspēju, drošību un akumulatora darbības laiku. No veiktspējas viedokļa pārāk zema temperatūra novedīs pie akumulatora aktivitātes samazināšanās, kā rezultātā samazināsies uzlādes un izlādes veiktspēja un strauji samazināsies akumulatora ietilpība. Salīdzinājumā tika konstatēts, ka, temperatūrai pazeminoties līdz 10°C, akumulatora izlādes jauda bija 93% no normālas temperatūras; tomēr, kad temperatūra pazeminājās līdz -20°C, akumulatora izlādes jauda bija tikai 43% no normālas temperatūras.
Li Džunču un citu pētījumu autori minēja, ka no drošības viedokļa, ja temperatūra ir pārāk augsta, akumulatora blakusreakcijas paātrināsies. Kad temperatūra tuvojas 60 °C, akumulatora iekšējie materiāli/aktīvās vielas sadalās, un tad notiek "termiskā nekontrolējama iedarbība", izraisot pēkšņu temperatūras paaugstināšanos līdz pat 400–1000 ℃, kas noved pie ugunsgrēka un sprādziena. Ja temperatūra ir pārāk zema, akumulatora uzlādes ātrums ir jāuztur zemākā līmenī, pretējā gadījumā akumulators sadalīsies un radīs iekšēju īsslēgumu, kas var aizdegties.
No akumulatora darbības laika viedokļa temperatūras ietekmi uz akumulatora darbības laiku nevar ignorēt. Litija nogulsnēšanās akumulatoros, kas pakļauti zemas temperatūras uzlādei, izraisa akumulatora cikla laika strauju samazināšanos līdz desmitiem reižu, un augsta temperatūra ievērojami ietekmē akumulatora kalendāro kalpošanas laiku un cikla laiku. Pētījumā atklājās, ka, ja temperatūra ir 23 ℃, akumulatora kalendārais kalpošanas laiks ar 80% atlikušo ietilpību ir aptuveni 6238 dienas, bet, ja temperatūra paaugstinās līdz 35 ℃, kalendārais kalpošanas laiks ir aptuveni 1790 dienas, un, ja temperatūra sasniedz 55 ℃, kalendārais kalpošanas laiks ir aptuveni 6238 dienas, tikai 272 dienas.
Pašlaik izmaksu un tehnisko ierobežojumu dēļ akumulatora termiskā pārvaldība (BTMS) nav vienota vadošu materiālu izmantošanā, un to var iedalīt trīs galvenajos tehniskajos veidos: gaisa dzesēšana (aktīvā un pasīvā), šķidruma dzesēšana un fāzes maiņas materiāli (PCM). Gaisa dzesēšana ir samērā vienkārša, tai nav noplūdes riska un tā ir ekonomiska. Tā ir piemērota LFP akumulatoru un mazo automašīnu laukumu sākotnējai izstrādei. Šķidruma dzesēšanas efekts ir labāks nekā gaisa dzesēšanas efekts, un izmaksas ir lielākas. Salīdzinot ar gaisu, šķidruma dzesēšanas videi ir liela īpatnējā siltumietilpība un augsts siltuma pārneses koeficients, kas efektīvi kompensē zemas gaisa dzesēšanas efektivitātes tehniskos trūkumus. Tā ir galvenā vieglo automašīnu optimizācijas plāna. Džans Fubins savā pētījumā norādīja, ka šķidruma dzesēšanas priekšrocība ir ātra siltuma izkliede, kas var nodrošināt akumulatora bloka vienmērīgu temperatūru, un tā ir piemērota akumulatoru blokiem ar lielu siltuma ražošanu; trūkumi ir augstās izmaksas, stingras iepakojuma prasības, šķidruma noplūdes risks un sarežģīta struktūra. Fāzes maiņas materiāliem ir gan siltumapmaiņas efektivitāte, gan izmaksu priekšrocības, kā arī zemas uzturēšanas izmaksas. Pašreizējā tehnoloģija joprojām ir laboratorijas stadijā. Fāzes maiņas materiālu termiskās pārvaldības tehnoloģija vēl nav pilnībā nobriedusi, un tā ir akumulatoru termiskās pārvaldības potenciālākais attīstības virziens nākotnē.
Kopumā šķidruma dzesēšana ir pašreizējā galvenā tehnoloģiju izvēle, galvenokārt šādu iemeslu dēļ:
(1) No vienas puses, pašreizējām plaši izplatītajām trīskāršajām baterijām ar augstu niķeļa saturu ir sliktāka termiskā stabilitāte nekā litija dzelzs fosfāta baterijām, zemāka termiskā nobīdes temperatūra (sadalīšanās temperatūra litija dzelzs fosfātam ir 750 °C, trīskāršajām litija baterijām — 300 °C) un lielāka siltuma ražošana. No otras puses, jaunās litija dzelzs fosfāta pielietošanas tehnoloģijas, piemēram, BYD asmens akumulators un Ningde ēras CTP, likvidē moduļus, uzlabo telpas izmantošanu un enerģijas blīvumu, kā arī vēl vairāk veicina bateriju termisko pārvaldību no gaisa dzesēšanas tehnoloģijas uz šķidruma dzesēšanas tehnoloģiju.
(2) Subsīdiju samazināšanas norādījumu un patērētāju bažu par nobraukuma diapazonu ietekmē elektrotransportlīdzekļu nobraukuma diapazons turpina pieaugt, un prasības attiecībā uz akumulatora enerģijas blīvumu kļūst arvien augstākas. Ir pieaudzis pieprasījums pēc šķidruma dzesēšanas tehnoloģijas ar augstāku siltuma pārneses efektivitāti.
(3) Modeļi attīstās vidējas un augstas klases modeļu virzienā ar pietiekamu izmaksu budžetu, komforta sasniegšanu, zemu komponentu defektu toleranci un augstu veiktspēju, un šķidruma dzesēšanas risinājums vairāk atbilst prasībām.
Neatkarīgi no tā, vai tā ir tradicionāla automašīna vai jaunas enerģijas transportlīdzeklis, patērētāju pieprasījums pēc komforta kļūst arvien lielāks, un kabīnes temperatūras pārvaldības tehnoloģija ir kļuvusi īpaši svarīga. Runājot par saldēšanas metodēm, parasto kompresoru vietā saldēšanai tiek izmantoti elektriskie kompresori, un akumulatori parasti tiek pievienoti gaisa kondicionēšanas dzesēšanas sistēmām. Tradicionālie transportlīdzekļi galvenokārt izmanto slīdplāksnes tipu, savukārt jaunās enerģijas transportlīdzekļi galvenokārt izmanto virpuļplāksnes tipu. Šai metodei ir augsta efektivitāte, viegls svars, zems trokšņa līmenis un tā ir ļoti saderīga ar elektrisko piedziņas enerģiju. Turklāt konstrukcija ir vienkārša, darbība ir stabila, un tilpuma efektivitāte ir par 60% augstāka nekā slīdplāksnes tipam. %. Runājot par sildīšanas metodi, PTC sildīšana (PTC gaisa sildītājs/PTC dzesēšanas šķidruma sildītājs) ir nepieciešams, un elektriskajiem transportlīdzekļiem trūkst nulles izmaksu siltuma avotu (piemēram, iekšdedzes dzinēja dzesēšanas šķidruma).
Publicēšanas laiks: 2023. gada 7. jūlijs
