Кіраванне тэмпературай батарэі
Падчас працы акумулятара тэмпература аказвае вялікі ўплыў на яго прадукцыйнасць. Калі тэмпература занадта нізкая, гэта можа прывесці да рэзкага зніжэння ёмістасці і магутнасці акумулятара, і нават да кароткага замыкання. Важнасць рэгулявання тэмпературы акумулятара становіцца ўсё больш важнай, бо занадта высокая тэмпература можа прывесці да раскладання, карозіі, узгарання або нават выбуху акумулятара. Працоўная тэмпература акумулятара з'яўляецца ключавым фактарам, які вызначае прадукцыйнасць, бяспеку і тэрмін службы акумулятара. З пункту гледжання прадукцыйнасці, занадта нізкая тэмпература прывядзе да зніжэння актыўнасці акумулятара, што прывядзе да зніжэння прадукцыйнасці зарадкі і разрадкі, а таксама да рэзкага зніжэння ёмістасці акумулятара. Параўнанне паказала, што пры тэмпературы да 10°C ёмістасць разраду акумулятара складала 93% ад нармальнай тэмпературы; аднак пры тэмпературы да -20°C ёмістасць разраду акумулятара складала толькі 43% ад нармальнай тэмпературы.
У даследаваннях Лі Цзюньцю і іншых аўтараў адзначаецца, што з пункту гледжання бяспекі, калі тэмпература занадта высокая, пабочныя рэакцыі акумулятара паскараюцца. Калі тэмпература набліжаецца да 60 °C, унутраныя матэрыялы/актыўныя рэчывы акумулятара раскладаюцца, і тады адбываецца «цеплавы ўцёкі», што прыводзіць да рэзкага павышэння тэмпературы, нават да 400 ~ 1000 ℃, што можа прывесці да пажару і выбуху. Калі тэмпература занадта нізкая, хуткасць зарадкі акумулятара неабходна падтрымліваць на ніжэйшым узроўні, інакш гэта прывядзе да раскладання літыя ў акумулятары і ўнутранага кароткага замыкання, якое можа прывесці да ўзгарання.
З пункту гледжання тэрміну службы батарэі, нельга ігнараваць уплыў тэмпературы. Адклад літыя ў батарэях, схільных да нізкатэмпературнай зарадкі, прывядзе да хуткага скарачэння тэрміну службы батарэі ў дзясяткі разоў, а высокая тэмпература значна паўплывае на тэрмін службы і цыклы працы батарэі. Даследаванне паказала, што пры тэмпературы 23 ℃ тэрмін службы батарэі з 80% астатняй ёмістасці складае каля 6238 дзён, але пры павышэнні тэмпературы да 35 ℃ тэрмін службы складае каля 1790 дзён, а пры дасягненні 55 ℃ тэрмін службы складае каля 6238 дзён. Усяго 272 дні.
У цяперашні час, з-за абмежаванняў кошту і тэхнічных характарыстык, кіраванне тэмпературай акумулятара (BTMS) не мае адзінага падыходу да выкарыстання праводзячых асяроддзяў і можа быць падзелена на тры асноўныя тэхнічныя шляхі: паветранае астуджэнне (актыўнае і пасіўнае), вадкаснае астуджэнне і матэрыялы з фазавым пераходам (PCM). Паветранае астуджэнне адносна простае, не мае рызыкі ўцечкі і эканамічнае. Яно падыходзіць для пачатковай распрацоўкі акумулятараў LFP і невялікіх аўтамабільных палёў. Эфект вадкаснага астуджэння лепшы, чым у паветранага астуджэння, і кошт павялічваецца. У параўнанні з паветрам, вадкаснае астуджэнне мае характарыстыкі вялікай удзельнай цеплаёмістасці і высокага каэфіцыента цеплаперадачы, што эфектыўна кампенсуе тэхнічны недахоп нізкай эфектыўнасці паветранага астуджэння. Гэта асноўная аптымізацыя легкавых аўтамабіляў у цяперашні час. Чжан Фубінь адзначыў у сваім даследаванні, што перавагай вадкаснага астуджэння з'яўляецца хуткае рассейванне цяпла, якое можа забяспечыць раўнамерную тэмпературу акумулятарнай батарэі, і падыходзіць для акумулятарных батарэй з вялікай цеплапрадукцыяй; недахопамі з'яўляюцца высокі кошт, строгія патрабаванні да ўпакоўкі, рызыка ўцечкі вадкасці і складаная структура. Матэрыялы з фазавым пераходам маюць як эфектыўнасць цеплаабмену, так і перавагі ў кошце, а таксама нізкія выдаткі на абслугоўванне. Сучасная тэхналогія ўсё яшчэ знаходзіцца на стадыі лабараторных даследаванняў. Тэхналогія кіравання тэмпературай матэрыялаў з фазавым пераходам яшчэ не цалкам распрацавана, і гэта найбольш перспектыўны кірунак развіцця кіравання тэмпературай акумулятараў у будучыні.
У цэлым, вадкаснае астуджэнне з'яўляецца асноўным тэхналагічным шляхам у цяперашні час, галоўным чынам з-за:
(1) З аднаго боку, сучасныя распаўсюджаныя высоканікелевыя трайныя акумулятары маюць горшую тэрмічную стабільнасць, чым літый-жалеза-фасфатныя акумулятары, ніжэйшую тэмпературу цеплавога разгону (тэмпература раскладання 750 °C для літый-жалеза-фасфатных акумулятараў і 300 °C для трайных літый-літыевых акумулятараў) і больш высокую цеплапрадукцыю. З іншага боку, новыя тэхналогіі прымянення літый-жалеза-фасфатных акумулятараў, такія як лопастныя акумулятары BYD і CTP эры Ningde, ліквідуюць модулі, паляпшаюць выкарыстанне прасторы і шчыльнасць энергіі, а таксама далей спрыяюць пераходу ад тэхналогіі паветранага астуджэння да тэхналогіі вадкаснага астуджэння акумулятараў.
(2) Пад уплывам рэкамендацый па скарачэнні субсідый і занепакоенасці спажыўцоў адносна запасу ходу, запас ходу электрамабіляў працягвае павялічвацца, а патрабаванні да шчыльнасці энергіі акумулятара становяцца ўсё вышэйшымі. Попыт на тэхналогіі вадкаснага астуджэння з больш высокай эфектыўнасцю цеплаперадачы павялічыўся.
(3) Мадэлі развіваюцца ў напрамку мадэляў сярэдняга і высокага класа, з дастатковым бюджэтам, імкненнем да камфорту, нізкай адмоўстойлівасці кампанентаў і высокай прадукцыйнасці, а рашэнне для вадкаснага астуджэння больш адпавядае патрабаванням.
Незалежна ад таго, ці гэта традыцыйны аўтамабіль, ці транспартны сродак на новай энергіі, попыт спажыўцоў на камфорт расце, і тэхналогія кіравання тэмпературай кабіны стала асабліва важнай. Што тычыцца метадаў астуджэння, то замест звычайных кампрэсараў для астуджэння выкарыстоўваюцца электрычныя кампрэсары, а акумулятары звычайна падключаюцца да сістэм астуджэння кандыцыянера. У традыцыйных транспартных сродках у асноўным выкарыстоўваецца тып нахільнай шайбы, у той час як у транспартных сродках на новай энергіі ў асноўным выкарыстоўваецца віхравы тып. Гэты метад мае высокую эфектыўнасць, лёгкую вагу, нізкі ўзровень шуму і вельмі сумяшчальны з энергіяй электрычнага прывада. Акрамя таго, канструкцыя простая, эксплуатацыя стабільная, а аб'ёмная эфектыўнасць на 60% вышэйшая, чым у тыпу нахільнай шайбы. %прыблізна. Што тычыцца метаду ацяплення, то ацяпленне PTC(Паветраны награвальнік PTC/Награвальнік астуджальнай вадкасці PTC) неабходны, а ў электрамабілях няма крыніц цяпла без выдаткаў (напрыклад, астуджальнай вадкасці рухавіка ўнутранага згарання)
Час публікацыі: 07 ліпеня 2023 г.
