Technologie tepelného managementu pro čistě elektrická vozidla

Systém řízení teploty čistě elektrických vozidel nejen zajišťuje řidiči pohodlné jízdní prostředí, ale také řídí teplotu, vlhkost, teplotu přiváděného vzduchu atd. vnitřního prostředí. Řídí především teplotu baterie. Regulace teploty baterie slouží k zajištění bezpečnosti elektromobilu. Je to důležitý předpoklad pro efektivní a bezpečný provoz automobilů.

Existuje mnoho metod chlazení baterií, které lze rozdělit na chlazení vzduchem, chlazení kapalinou, chlazení chladičem, chlazení materiálem s fázovou změnou a chlazení tepelnými trubicemi.

Příliš vysoká nebo příliš nízká teplota ovlivní výkon lithium-iontových baterií, ale různé teploty mají různý vliv na vnitřní strukturu baterie a iontové chemické reakce.

Při nízkých teplotách je iontová vodivost elektrolytu během nabíjení a vybíjení nízká a impedance na rozhraní kladné a záporné elektrody a elektrolytu jsou vysoké, což ovlivňuje impedanci přenosu náboje na povrchu kladné a záporné elektrody a rychlost difúze lithiových iontů v záporné elektrodě, což v konečném důsledku ovlivňuje klíčové ukazatele, jako je rychlost vybíjení baterie a účinnost nabíjení a vybíjení. Při nízkých teplotách část rozpouštědla v elektrolytu baterie tuhne, což ztěžuje migraci lithiových iontů. S klesající teplotou se impedance elektrochemické reakce elektrolytické soli bude dále zvyšovat a disociační konstanta jejích iontů se bude také dále snižovat. Tyto faktory vážně ovlivňují rychlost pohybu iontů v elektrolytu, což snižuje rychlost elektrochemické reakce. Během procesu nabíjení baterie při nízké teplotě obtížná migrace lithiových iontů spustí redukci lithiových iontů na kovové lithiové dendrity, což vede k rozkladu elektrolytu a zvýšené koncentrační polarizaci. Ostré úhly tohoto dendritu lithiového kovu mohou navíc snadno prorazit vnitřní separátor baterie, což může způsobit zkrat uvnitř baterie a následně i bezpečnostní nehodu.

Vysoká teplota nezpůsobí ztuhnutí elektrolytu ani nesníží rychlost difúze iontů solí elektrolytu; naopak vysoká teplota zvýší aktivitu elektrochemické reakce materiálu, zvýší rychlost difúze iontů a urychlí migraci iontů lithia, takže v jistém smyslu vysoké teploty pomáhají zlepšit výkon nabíjení a vybíjení lithium-iontových baterií. Pokud je však teplota příliš vysoká, urychlí se rozkladná reakce filmu SEI, reakce mezi lithiem zalitým uhlíkem a elektrolytem, ​​reakce mezi lithiem zalitým uhlíkem a lepidlem, rozkladná reakce elektrolytu a rozkladná reakce katodového materiálu, což vážně ovlivňuje životnost a výkon baterie. Použitelný výkon. Výše ​​uvedené reakce jsou téměř všechny nevratné. Když se zvýší rychlost reakce, materiál dostupný pro reverzibilní elektrochemické reakce uvnitř baterie se rychle sníží, což způsobí, že výkon baterie se v krátkém čase sníží. A když teplota baterie nadále stoupá nad bezpečnou teplotu baterie, uvnitř baterie spontánně dochází k rozkladu elektrolytu a elektrod, což ve velmi krátkém čase vygeneruje velké množství tepla, tj. dojde k tepelnému selhání baterie, které způsobí její úplné zničení. V malém prostoru bateriového boxu je obtížné teplo včas rozptýlit a teplo se v krátkém čase rychle akumuluje. To s velkou pravděpodobností způsobí rychlé šíření tepelného selhání baterie, což způsobí, že se baterie začne kouřit, samovolně vznítit nebo dokonce explodovat.