Jednou z klíčových technologií nových energetických vozidel jsou napájecí baterie.Kvalita baterií určuje náklady na elektromobily na jedné straně a dojezd elektromobilů na straně druhé.Klíčový faktor pro přijetí a rychlé přijetí.
Podle vlastností použití, požadavků a oblastí použití napájecích baterií jsou výzkumné a vývojové typy napájecích baterií doma i v zahraničí zhruba: olověné baterie, nikl-kadmiové baterie, nikl-metalhydridové baterie, lithium-iontové baterie, palivové články atd., mezi nimiž se největší pozornosti dostává vývoji lithium-iontových baterií.
Chování generování tepla napájecí baterie
Zdroj tepla, rychlost tvorby tepla, tepelná kapacita baterie a další související parametry modulu napájecí baterie úzce souvisí s povahou baterie.Teplo uvolněné baterií závisí na chemické, mechanické a elektrické povaze a vlastnostech baterie, zejména na povaze elektrochemické reakce.Tepelná energie generovaná při reakci baterie může být vyjádřena reakčním teplem baterie Qr;elektrochemická polarizace způsobuje odchylku skutečného napětí baterie od její rovnovážné elektromotorické síly a ztrátu energie způsobenou polarizací baterie vyjadřuje Qp.Kromě toho, že reakce baterie probíhá podle reakční rovnice, existují i některé vedlejší reakce.Mezi typické vedlejší reakce patří rozklad elektrolytu a samovybíjení baterie.Teplo vedlejší reakce generované v tomto procesu je Qs.Navíc, protože každá baterie bude mít nevyhnutelně odpor, bude při průchodu proudu generováno Jouleovo teplo Qj.Proto je celkové teplo baterie součtem tepla následujících aspektů: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
V závislosti na konkrétním procesu nabíjení (vybíjení) se liší i hlavní faktory, které způsobují, že baterie vytváří teplo.Například, když je baterie normálně nabitá, Qr je dominantním faktorem;a v pozdější fázi nabíjení baterie, v důsledku rozkladu elektrolytu, začnou docházet k vedlejším reakcím (teplo vedlejší reakce je Qs), když je baterie téměř plně nabitá a přebitá, Co se děje hlavně, je rozklad elektrolytu, kde Qs dominuje .Jouleovo teplo Qj závisí na proudu a odporu.Běžně používaná metoda nabíjení se provádí konstantním proudem a Qj je v tuto chvíli specifická hodnota.Při rozběhu a zrychlení je však proud poměrně vysoký.U HEV se to rovná proudu desítek ampér až stovek ampér.V tomto okamžiku je Jouleovo teplo Qj velmi velké a stává se hlavním zdrojem uvolňování tepla z baterie.
Z hlediska ovladatelnosti tepelného hospodářství lze systémy tepelného hospodářství rozdělit na dva typy: aktivní a pasivní.Z hlediska teplonosného média lze systémy tepelného hospodářství rozdělit na: vzduchem chlazené, kapalinou chlazené a akumulační systémy s fázovou změnou.
Tepelné hospodářství se vzduchem jako teplonosným médiem
Teplonosné médium má významný vliv na výkon a cenu systému tepelného managementu.Použití vzduchu jako média pro přenos tepla spočívá v přímém přivádění vzduchu tak, aby proudil bateriovým modulem, aby se dosáhlo účelu odvodu tepla.Obecně jsou vyžadovány ventilátory, vstupní a výstupní ventilace a další komponenty.
Podle různých zdrojů nasávání vzduchu existují obecně následující formy:
1 Pasivní chlazení s ventilací venkovního vzduchu
2. Pasivní chlazení/topení pro ventilaci vzduchu v prostoru pro cestující
3. Aktivní chlazení/vyhřívání venkovního vzduchu nebo vzduchu v prostoru pro cestující
Struktura pasivního systému je poměrně jednoduchá a přímo využívá stávající prostředí.Pokud je například třeba v zimě zahřát baterii, lze horké prostředí v prostoru pro cestující využít k vdechování vzduchu.Je-li teplota akumulátoru během jízdy příliš vysoká a chladicí účinek vzduchu v prostoru pro cestující není dobrý, lze vdechovat studený vzduch zvenčí, aby se ochladil.
Pro aktivní systém je třeba vytvořit samostatný systém, který bude zajišťovat funkce vytápění nebo chlazení a bude nezávisle řízen podle stavu baterie, což také zvyšuje spotřebu energie a náklady na vozidlo.Výběr různých systémů závisí především na požadavcích použití baterie.
Tepelné hospodářství s kapalinou jako teplonosným médiem
Pro přenos tepla kapalinou jako médiem je nutné vytvořit komunikaci pro přenos tepla mezi modulem a kapalným médiem, jako je vodní plášť, pro provádění nepřímého ohřevu a chlazení ve formě konvekce a vedení tepla.Teplonosným médiem může být voda, etylenglykol nebo dokonce chladivo.Dochází také k přímému přenosu tepla ponořením pólového nástavce do kapaliny dielektrika, ale je třeba provést izolační opatření, aby se zabránilo zkratu.
Pasivní kapalinové chlazení obecně využívá výměnu tepla kapalina-okolní vzduch a poté zavádí zámotky do baterie pro sekundární výměnu tepla, zatímco aktivní chlazení využívá výměníky tepla chladicí kapalina-kapalina motoru nebo elektrický ohřev/ohřev termálního oleje k dosažení primárního chlazení.Vytápění, primární chlazení s kabinou cestujících vzduch/klimatizace chladivo-kapalné médium.
Systém tepelného managementu se vzduchem a kapalinou jako médiem vyžaduje ventilátory, vodní čerpadla, výměníky tepla, ohřívače (PTC ohřívač vzduchu), potrubí a další příslušenství, aby byla struktura příliš velká a složitá a také spotřebovává energii baterie, pole Hustota výkonu a hustota energie baterie jsou sníženy.
(PTC chladicí kapalinaohřívač) Vodou chlazený chladicí systém baterie využívá chladicí kapalinu (50 % vody/50 % etylenglykolu) k přenosu tepla z baterie do chladicího systému klimatizace přes chladič baterie a poté do okolí přes kondenzátor.Dováženou teplotu vody lze snadno dosáhnout nižší teploty po výměně tepla chladičem baterie a baterii lze upravit tak, aby fungovala v nejlepším rozsahu pracovních teplot;princip systému je znázorněn na obrázku.Mezi hlavní součásti chladicího systému patří: kondenzátor, elektrický kompresor, výparník, expanzní ventil s uzavíracím ventilem, chladič baterie (expanzní ventil s uzavíracím ventilem) a potrubí klimatizace atd.;okruh chladicí vody obsahuje:elektrické vodní čerpadlo, baterie (včetně chladicích desek), chladiče baterií, vodovodní potrubí, expanzní nádoby a další příslušenství.
Čas odeslání: 13. července 2023
