1. Litija akumulatoru raksturojums jauniem enerģijas transportlīdzekļiem
Litija baterijām galvenokārt ir tādas priekšrocības kā zems pašizlādes ātrums, augsts enerģijas blīvums, augsts cikla laiks un augsta darbības efektivitāte lietošanas laikā. Litija bateriju izmantošana kā galvenā barošanas ierīce jaunas enerģijas iegūšanai ir līdzvērtīga laba enerģijas avota iegūšanai. Tāpēc jauno enerģijas transportlīdzekļu galveno sastāvdaļu sastāvā ar litija bateriju elementu saistītais litija bateriju bloks ir kļuvis par tā vissvarīgāko galveno komponentu un galveno daļu, kas nodrošina enerģiju. Litija bateriju darba procesā ir noteiktas prasības apkārtējai videi. Saskaņā ar eksperimentālajiem rezultātiem optimālā darba temperatūra tiek uzturēta no 20°C līdz 40°C. Kad temperatūra ap akumulatoru pārsniedz noteikto robežu, litija baterijas veiktspēja ievērojami samazināsies un kalpošanas laiks ievērojami samazināsies. Tā kā temperatūra ap litija bateriju ir pārāk zema, galīgā izlādes jauda un izlādes spriegums atšķirsies no iepriekš noteiktā standarta, un notiks straujš kritums.
Ja apkārtējās vides temperatūra ir pārāk augsta, ievērojami palielināsies litija akumulatora termiskās noplūdes iespējamība, un iekšējais siltums uzkrāsies noteiktā vietā, radot nopietnas siltuma uzkrāšanās problēmas. Ja šo siltuma daļu nevar vienmērīgi novadīt, litija akumulatora darbības laika pagarināšanās gadījumā akumulators ir pakļauts sprādziena riskam. Šis drošības apdraudējums rada lielus draudus personīgajai drošībai, tāpēc litija akumulatoriem ir jāpaļaujas uz elektromagnētiskām dzesēšanas ierīcēm, lai uzlabotu visa aprīkojuma drošības rādītājus darbības laikā. Var redzēt, ka, kontrolējot litija akumulatoru temperatūru, pētniekiem ir racionāli jāizmanto ārējās ierīces, lai novadītu siltumu un kontrolētu litija akumulatoru optimālo darba temperatūru. Pēc tam, kad temperatūras kontrole sasniegs atbilstošos standartus, jaunu enerģijas transportlīdzekļu droša braukšanas mērķis diez vai tiks apdraudēts.
2. Jaunā enerģijas transportlīdzekļa litija akumulatora siltuma ģenerēšanas mehānisms
Lai gan šīs baterijas var izmantot kā barošanas ierīces, faktiskā pielietojuma procesā atšķirības starp tām ir acīmredzamākas. Dažām baterijām ir lielāki trūkumi, tāpēc jaunu enerģijas transportlīdzekļu ražotājiem jāizvēlas rūpīgi. Piemēram, svina-skābes akumulators nodrošina pietiekamu jaudu vidējai atzarai, taču tā darbības laikā tas radīs lielu kaitējumu apkārtējai videi, un šis kaitējums vēlāk būs neatgriezenisks. Tāpēc, lai aizsargātu ekoloģisko drošību, valsts ir iekļāvusi svina-skābes baterijas aizliegto vielu sarakstā. Attīstības periodā niķeļa-metāla hidrīda akumulatori ir ieguvuši labas iespējas, izstrādes tehnoloģija ir pakāpeniski nobriedusi, un arī pielietojuma joma ir paplašinājusies. Tomēr, salīdzinot ar litija baterijām, to trūkumi ir nedaudz acīmredzami. Piemēram, parastajiem akumulatoru ražotājiem ir grūti kontrolēt niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru ražošanas izmaksas. Tā rezultātā niķeļa-ūdeņraža akumulatoru cena tirgū ir saglabājusies augsta. Daži jauni enerģijas transportlīdzekļu zīmoli, kas tiecas pēc izmaksu efektivitātes, diez vai apsvērs to izmantošanu kā auto detaļas. Vēl svarīgāk ir tas, ka Ni-MH akumulatori ir daudz jutīgāki pret apkārtējās vides temperatūru nekā litija akumulatori, un tiem ir lielāka iespēja aizdegties augstas temperatūras dēļ. Pēc vairākiem salīdzinājumiem litija baterijas izceļas un tagad tiek plaši izmantotas jaunos enerģijas transportlīdzekļos.
Iemesls, kāpēc litija baterijas var nodrošināt enerģiju jaunās enerģijas transportlīdzekļiem, ir tieši tāpēc, ka to pozitīvajos un negatīvajos elektrodos ir aktīvi materiāli. Nepārtrauktas materiālu iestrādāšanas un ekstrakcijas procesā tiek iegūts liels daudzums elektroenerģijas, un pēc tam saskaņā ar enerģijas pārveidošanas principu elektriskā enerģija un kinētiskā enerģija savstarpēji mijiedarbojas, tādējādi piegādājot spēcīgas jaudas jaunās enerģijas transportlīdzekļiem, lai sasniegtu braukšanas mērķi. Tajā pašā laikā, kad litija akumulatora elements tiek pakļauts ķīmiskai reakcijai, tas absorbēs un atbrīvos siltumu, lai pabeigtu enerģijas pārveidošanu. Turklāt litija atoms nav statisks, tas var nepārtraukti pārvietoties starp elektrolītu un diafragmu, un pastāv polarizācijas iekšējā pretestība.
Tagad siltums tiks atbrīvots arī atbilstoši. Tomēr temperatūra ap jauno enerģijas transportlīdzekļu litija akumulatoru ir pārāk augsta, kas var viegli izraisīt pozitīvo un negatīvo separatoru sadalīšanos. Turklāt jaunās enerģijas litija akumulatora sastāvs sastāv no vairākiem akumulatoru blokiem. Visu akumulatoru bloku radītais siltums ievērojami pārsniedz viena akumulatora radīto siltumu. Kad temperatūra pārsniedz iepriekš noteiktu vērtību, akumulators ir ārkārtīgi pakļauts sprādzienam.
3. Akumulatora termiskās pārvaldības sistēmas galvenās tehnoloģijas
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu akumulatoru pārvaldības sistēmai gan mājās, gan ārzemēs ir pievērsta liela uzmanība, uzsākta virkne pētījumu un iegūti daudzi rezultāti. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta jaunu enerģijas transportlīdzekļu akumulatoru termiskās pārvaldības sistēmas atlikušās akumulatora jaudas precīzam novērtējumam, akumulatora līdzsvara pārvaldībai un galvenajām tehnoloģijām, kas tiek izmantotas šajā jomā.termiskās pārvaldības sistēma.
3.1 Akumulatora termiskās pārvaldības sistēmas atlikušās jaudas novērtēšanas metode
Pētnieki ir ieguldījuši daudz enerģijas un rūpīgu darbu SOC novērtēšanā, galvenokārt izmantojot zinātniskus datu algoritmus, piemēram, ampērstundu integrālo metodi, lineārā modeļa metodi, neironu tīkla metodi un Kalmana filtra metodi, lai veiktu lielu skaitu simulācijas eksperimentu. Tomēr šīs metodes pielietošanas laikā bieži rodas aprēķinu kļūdas. Ja kļūda netiek savlaicīgi izlabota, atšķirība starp aprēķinu rezultātiem kļūs arvien lielāka. Lai kompensētu šo trūkumu, pētnieki parasti apvieno Anši novērtēšanas metodi ar citām metodēm, lai pārbaudītu viena otru un iegūtu precīzākos rezultātus. Ar precīziem datiem pētnieki var precīzi novērtēt akumulatora izlādes strāvu.
3.2 Akumulatora termiskās pārvaldības sistēmas līdzsvarota pārvaldība
Akumulatora termiskās pārvaldības sistēmas balansa pārvaldība galvenokārt tiek izmantota, lai koordinētu katras akumulatora daļas spriegumu un jaudu. Pēc tam, kad dažādās daļās tiek izmantotas dažādas baterijas, jauda un spriegums atšķirsies. Šajā laikā balansa pārvaldība jāizmanto, lai novērstu atšķirības starp abiem. Neatbilstība. Pašlaik visplašāk izmantotā balansa pārvaldības metode.
To galvenokārt iedala divos veidos: pasīvā izlīdzināšana un aktīvā izlīdzināšana. No pielietojuma viedokļa šo divu izlīdzināšanas metožu ieviešanas principi ir diezgan atšķirīgi.
(1) Pasīvā balansēšana. Pasīvās izlīdzināšanas princips izmanto proporcionālu attiecību starp akumulatora jaudu un spriegumu, pamatojoties uz vienas akumulatoru virknes sprieguma datiem, un abu pārveidošana parasti tiek panākta ar pretestības izlādi: lieljaudas akumulatora enerģija rada siltumu, izmantojot pretestības sildīšanu, un pēc tam izkliedējas gaisā, lai sasniegtu enerģijas zuduma mērķi. Tomēr šī izlīdzināšanas metode neuzlabo akumulatora lietošanas efektivitāti. Turklāt, ja siltuma izkliede ir nevienmērīga, akumulators nespēs veikt akumulatora termiskās pārvaldības uzdevumu pārkaršanas problēmas dēļ.
(2) Aktīvais balanss. Aktīvais balanss ir pasīvā balansa uzlabots produkts, kas kompensē pasīvā balansa trūkumus. No realizācijas principa viedokļa aktīvās izlīdzināšanas princips neattiecas uz pasīvās izlīdzināšanas principu, bet gan pieņem pilnīgi citu jaunu koncepciju: aktīvā izlīdzināšana nepārvērš akumulatora elektrisko enerģiju siltumenerģijā, bet gan to izkliedē, lai lielā enerģija tiktu pārnesta. Enerģija no akumulatora tiek pārnesta uz mazas enerģijas akumulatoru. Turklāt šāda veida pārraide nepārkāpj enerģijas nezūdamības likumu un tai ir tādas priekšrocības kā zemi zudumi, augsta lietošanas efektivitāte un ātri rezultāti. Tomēr balansa pārvaldības sastāva struktūra ir samērā sarežģīta. Ja balansa punkts netiek pareizi kontrolēts, tas var radīt neatgriezeniskus bojājumus akumulatora blokam tā pārmērīgā izmēra dēļ. Rezumējot, gan aktīvajai balansa pārvaldībai, gan pasīvajai balansa pārvaldībai ir trūkumi un priekšrocības. Konkrētos pielietojumos pētnieki var izdarīt izvēli atkarībā no litija akumulatoru bloku ietilpības un virkņu skaita. Pasīvai izlīdzināšanas pārvaldībai ir piemēroti mazas ietilpības un maza skaita litija akumulatoru bloki, bet aktīvai izlīdzināšanas pārvaldībai ir piemēroti lielas ietilpības un liela skaita jaudas litija akumulatoru bloki.
3.3 Galvenās akumulatora termiskās pārvaldības sistēmā izmantotās tehnoloģijas
(1) Nosakiet akumulatora optimālo darba temperatūras diapazonu. Termiskās pārvaldības sistēma galvenokārt tiek izmantota, lai koordinētu temperatūru ap akumulatoru, tāpēc, lai nodrošinātu termiskās pārvaldības sistēmas pielietošanas efektu, pētnieku izstrādātā galvenā tehnoloģija galvenokārt tiek izmantota akumulatora darba temperatūras noteikšanai. Kamēr akumulatora temperatūra tiek uzturēta atbilstošā diapazonā, litija akumulators vienmēr var būt vislabākajā darba stāvoklī, nodrošinot pietiekamu jaudu jaunu enerģijas transportlīdzekļu darbībai. Tādā veidā jaunu enerģijas transportlīdzekļu litija akumulatora veiktspēja vienmēr var būt teicamā stāvoklī.
(2) Akumulatora termiskā diapazona aprēķins un temperatūras prognozēšana. Šī tehnoloģija ietver lielu skaitu matemātiskā modeļa aprēķinu. Zinātnieki izmanto atbilstošas aprēķinu metodes, lai iegūtu temperatūras starpību akumulatora iekšpusē, un izmanto to kā pamatu, lai prognozētu akumulatora iespējamo termisko uzvedību.
(3) Siltumnesēja izvēle. Siltumvadības sistēmas labākā veiktspēja ir atkarīga no siltumnesēja izvēles. Lielākā daļa pašreizējo jauno enerģijas transportlīdzekļu kā dzesēšanas līdzekli izmanto gaisu/dzesēšanas šķidrumu. Šī dzesēšanas metode ir vienkārši lietojama, ar zemām ražošanas izmaksām un var labi sasniegt akumulatora siltuma izkliedes mērķi.PTC gaisa sildītājs/PTC dzesēšanas šķidruma sildītājs)
(4) Izmantojiet paralēlu ventilācijas un siltuma izkliedes struktūras dizainu. Ventilācijas un siltuma izkliedes dizains starp litija akumulatoru blokiem var paplašināt gaisa plūsmu, lai to varētu vienmērīgi sadalīt starp akumulatoru blokiem, efektīvi risinot temperatūras starpību starp akumulatora moduļiem.
(5) Ventilatora un temperatūras mērīšanas punkta izvēle. Šajā modulī pētnieki izmantoja lielu skaitu eksperimentu, lai veiktu teorētiskus aprēķinus, un pēc tam izmantoja šķidrumu mehānikas metodes, lai iegūtu ventilatora enerģijas patēriņa vērtības. Pēc tam pētnieki izmantos galīgo elementu metodi, lai atrastu vispiemērotāko temperatūras mērīšanas punktu, lai precīzi iegūtu akumulatora temperatūras datus.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 10. septembris
