Адной з ключавых тэхналогій новых энергетычных аўтамабіляў з'яўляюцца акумулятары.Якасць акумулятараў вызначае кошт электрамабіляў, з аднаго боку, і запас ходу электрамабіляў, з другога.Ключавы фактар для прыняцця і хуткага прыняцця.
У адпаведнасці з характарыстыкамі выкарыстання, патрабаваннямі і сферамі прымянення акумулятарных батарэй, тыпы акумулятарных батарэй для даследаванняў і распрацовак у краіне і за мяжой прыкладна наступныя: свінцова-кіслотныя акумулятары, нікель-кадміевыя акумулятары, нікель-металагідрыдныя акумулятары, літый-іённыя акумулятары, паліўныя элементы і інш., сярод якіх найбольшую ўвагу надаюць распрацоўцы літый-іённых батарэй.
Паводзіны цеплавыдзялення батарэі
Крыніца цяпла, хуткасць выпрацоўкі цяпла, цеплаёмістасць акумулятара і іншыя звязаныя параметры модуля сілавога акумулятара цесна звязаны з характарам акумулятара.Цяпло, якое выдзяляецца батарэяй, залежыць ад хімічнай, механічнай і электрычнай прыроды і характарыстык батарэі, асабліва характару электрахімічнай рэакцыі.Цеплавая энергія, якая выпрацоўваецца ў выніку рэакцыі батарэі, можа быць выражана цеплынёй рэакцыі батарэі Qr;электрахімічная палярызацыя выклікае адхіленне фактычнага напружання батарэі ад раўнаважнай электрарухаючай сілы, а страты энергіі, выкліканыя палярызацыяй батарэі, выражаюцца Qp.У дадатак да рэакцыі батарэі, якая працякае ў адпаведнасці з раўнаннем рэакцыі, ёсць таксама некаторыя пабочныя рэакцыі.Тыповыя пабочныя рэакцыі ўключаюць раскладанне электраліта і самаразрад батарэі.Цяпло пабочнай рэакцыі, якое ўтвараецца ў гэтым працэсе, складае Qs.Акрамя таго, паколькі любая батарэя непазбежна будзе мець супраціўленне, пры праходжанні току будзе выпрацоўвацца джоўлева цяпло Qj.Такім чынам, агульная цеплыня батарэі - гэта сума цеплыні наступных аспектаў: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
У залежнасці ад канкрэтнага працэсу зарадкі (разрадкі) адрозніваюцца і асноўныя фактары, якія прымушаюць батарэю вылучаць цяпло.Напрыклад, калі акумулятар нармальна зараджаны, Qr з'яўляецца дамінуючым фактарам;і на больш позняй стадыі зарадкі акумулятара, з-за раскладання электраліта, пачынаюць адбывацца пабочныя рэакцыі (нагрэў пабочнай рэакцыі Qs), калі акумулятар амаль цалкам зараджаны і перазараджаны, што ў асноўным адбываецца, гэта раскладанне электраліта, дзе дамінуе Qs .Джоўлева цяпло Qj залежыць ад сілы току і супраціўлення.Звычайна выкарыстоўваны метад зарадкі ажыццяўляецца пры пастаянным току, і Qj з'яўляецца пэўным значэннем у гэты час.Аднак падчас запуску і паскарэння ток адносна высокі.Для HEV гэта эквівалентна току ад дзесяткаў да сотняў ампер.У гэты час джоўлева цяпло Qj вельмі вялікае і становіцца асноўнай крыніцай цеплавыдзялення батарэі.
З пункту гледжання кіравальнасці цеплавога кіравання, сістэмы цеплавога кіравання можна падзяліць на два тыпу: актыўныя і пасіўныя.З пункту гледжання носьбіта цеплаперадачы, сістэмы кіравання тэрмічнай апрацоўкай можна падзяліць на: з паветраным астуджэннем, вадкасным астуджэннем і фазапераменным акумулятарам.
Тэрмакіраванне з паветрам у якасці цепланосбіта
Цепланосбіт аказвае істотны ўплыў на прадукцыйнасць і кошт сістэмы цеплавога кіравання.Выкарыстанне паветра ў якасці носьбіта цеплаперадачы заключаецца ў непасрэдным увядзенні паветра, каб яно працякала праз батарэйны модуль для дасягнення мэты рассейвання цяпла.Як правіла, неабходныя вентылятары, прытокавая і выцяжная вентыляцыя і іншыя кампаненты.
У залежнасці ад розных крыніц паступлення паветра звычайна адрозніваюць наступныя формы:
1 Пасіўнае астуджэнне з вентыляцыяй вонкавага паветра
2. Пасіўнае астуджэнне/ацяпленне для вентыляцыі салона
3. Актыўнае астуджэнне/нагрэў паветра звонку або салона
Структура пасіўнай сістэмы адносна простая і непасрэдна выкарыстоўвае існуючае асяроддзе.Напрыклад, калі акумулятар неабходна абагрэць зімой, гарачае асяроддзе ў салоне можна выкарыстоўваць для ўдыхання паветра.Калі тэмпература акумулятара занадта высокая падчас язды і астуджальны эфект паветра ў салоне аўтамабіля дрэнны, халоднае паветра можна ўдыхнуць звонку, каб астудзіць.
Для актыўнай сістэмы неабходна ўсталяваць асобную сістэму для забеспячэння функцый ацяплення або астуджэння і незалежнага кантролю ў залежнасці ад стану батарэі, што таксама павялічвае спажыванне энергіі і кошт аўтамабіля.Выбар розных сістэм у асноўным залежыць ад патрабаванняў выкарыстання акумулятара.
Тэрмічнае кіраванне з дапамогай вадкасці ў якасці цеплапераносчыка
Для перадачы цяпла з вадкасцю ў якасці асяроддзя неабходна ўсталяваць цеплаабменную сувязь паміж модулем і вадкім асяроддзем, такім як вадзяная кашуля, для правядзення ўскоснага нагрэву і астуджэння ў выглядзе канвекцыі і цеплаправоднасці.Цепланосбітам можа быць вада, этыленгліколь або нават холадагент.Існуе таксама прамая перадача цяпла шляхам апускання полюснага наканечніка ў вадкасць дыэлектрыка, але неабходна прыняць меры ізаляцыі, каб пазбегнуць кароткага замыкання.
Пасіўнае вадкаснае астуджэнне звычайна выкарыстоўвае цеплаабмен вадкасць-навакольнае паветра, а затым уводзіць коканы ў акумулятар для другаснага цеплаабмену, у той час як актыўнае астуджэнне выкарыстоўвае астуджальную вадкасць рухавіка, цеплаабменнікі асяроддзя, або электрычны нагрэў/нагрэў тэрмічнага алею для дасягнення асноўнага астуджэння.Ацяпленне, асноўнае астуджэнне з паветрам у пасажырскай кабіне/кандыцыянаванне паветра хладагент-вадкасць.
Сістэма тэрмічнага кіравання з паветрам і вадкасцю ў якасці асяроддзя патрабуе вентылятараў, вадзяных помпаў, цеплаабменнікаў, абагравальнікаў (PTC паветранагравальнік), трубаправоды і іншыя аксэсуары, каб зрабіць канструкцыю занадта вялікай і складанай, а таксама спажываць энергію батарэі, масіў Шчыльнасць магутнасці і шчыльнасць энергіі батарэі зніжаны.
(Астуджальная вадкасць PTCабагравальнік) Сістэма астуджэння акумулятара з вадзяным астуджэннем выкарыстоўвае астуджальную вадкасць (50% вады/50% этыленгліколя) для перадачы цяпла ад акумулятара да сістэмы хладагенту кандыцыянера праз ахаладжальнік акумулятара, а затым у навакольнае асяроддзе праз кандэнсатар.Тэмпература імпартнай вады лёгка дасягнуць больш нізкай тэмпературы пасля цеплаабмену ахаладжальнікам батарэі, і батарэю можна наладзіць для працы ў найлепшым працоўным дыяпазоне тэмператур;прынцып сістэмы паказаны на малюнку.Да асноўных кампанентаў сістэмы хладагента адносяцца: кандэнсатар, электрычны кампрэсар, выпарнік, пашыральны клапан з запорным вентылем, батарэйны ахаладжальнік (пашыральны вентыль з запорным вентылем) і трубы кандыцыянера і інш.;Вадзяны контур астуджэння ўключае ў сябе:электрычны вадзяной помпа, акумулятары (у тым ліку астуджальныя пласціны), акумулятарныя ахаладжальнікі, вадаправодныя трубы, пашыральныя бакі і іншыя прыналежнасці.
Час публікацыі: 13 ліпеня 2023 г
