Gestió tèrmica de la bateria
Durant el procés de treball de la bateria, la temperatura té una gran influència en el seu rendiment.Si la temperatura és massa baixa, pot provocar una disminució brusca de la capacitat i la potència de la bateria, i fins i tot un curtcircuit de la bateria.La importància de la gestió tèrmica de la bateria és cada cop més destacada, ja que la temperatura és massa alta, cosa que pot provocar que la bateria es descomposi, es corroeixi, s'incendi o fins i tot exploti.La temperatura de funcionament de la bateria de potència és un factor clau per determinar el rendiment, la seguretat i la durada de la bateria.Des del punt de vista del rendiment, una temperatura massa baixa provocarà una disminució de l'activitat de la bateria, la qual cosa comportarà una disminució del rendiment de càrrega i descàrrega i una forta disminució de la capacitat de la bateria.La comparació va trobar que quan la temperatura baixava a 10 °C, la capacitat de descàrrega de la bateria era del 93% de la que hi havia a temperatura normal;tanmateix, quan la temperatura va baixar a -20 °C, la capacitat de descàrrega de la bateria només era del 43% de la que es trobava a temperatura normal.
Les investigacions de Li Junqiu i altres van esmentar que, des del punt de vista de la seguretat, si la temperatura és massa alta, les reaccions secundaries de la bateria s'acceleraran.Quan la temperatura s'aproxima als 60 °C, els materials interns/substàncies actives de la bateria es descompondran i, a continuació, es produirà una "fuga tèrmica", provocant un augment sobtat de la temperatura, fins i tot fins a 400 ~ 1000 ℃, i després conduir a incendi i explosió.Si la temperatura és massa baixa, la velocitat de càrrega de la bateria s'ha de mantenir a una velocitat de càrrega més baixa, en cas contrari, provocarà que la bateria es descomposi el liti i que s'incendi un curtcircuit intern.
Des de la perspectiva de la durada de la bateria, no es pot ignorar l'impacte de la temperatura en la durada de la bateria.La deposició de liti a les bateries propenses a la càrrega a baixa temperatura farà que la vida del cicle de la bateria disminueixi ràpidament a desenes de vegades, i la temperatura alta afectarà molt la vida del calendari i el cicle de vida de la bateria.La investigació va trobar que quan la temperatura és de 23 ℃, la vida del calendari de la bateria amb el 80% de la capacitat restant és d'uns 6238 dies, però quan la temperatura puja a 35 ℃, la vida del calendari és d'uns 1790 dies i quan la temperatura arriba als 55. ℃, la vida del calendari és d'uns 6238 dies.Només 272 dies.
Actualment, a causa de les limitacions de costos i tècniques, la gestió tèrmica de la bateria (BTMS) no està unificat en l'ús de mitjans conductors i es pot dividir en tres vies tècniques principals: refrigeració per aire (activa i passiva), refrigeració líquida i materials de canvi de fase (PCM).La refrigeració per aire és relativament senzilla, no té risc de fuites i és econòmica.És adequat per al desenvolupament inicial de bateries LFP i camps de cotxes petits.L'efecte de la refrigeració líquida és millor que el de la refrigeració per aire, i el cost augmenta.En comparació amb l'aire, el medi de refrigeració líquid té les característiques d'una gran capacitat de calor específica i un alt coeficient de transferència de calor, que compensa eficaçment la deficiència tècnica de la baixa eficiència de refrigeració de l'aire.És la principal optimització dels turismes actualment.pla.Zhang Fubin va assenyalar en la seva investigació que l'avantatge de la refrigeració líquida és la ràpida dissipació de calor, que pot garantir la temperatura uniforme del paquet de bateries i és adequat per a paquets de bateries amb una gran producció de calor;els desavantatges són el cost elevat, els requisits d'embalatge estrictes, el risc de fuites de líquids i l'estructura complexa.Els materials de canvi de fase tenen tant eficiència d'intercanvi de calor com avantatges de costos, i costos de manteniment baixos.La tecnologia actual encara es troba en fase de laboratori.La tecnologia de gestió tèrmica dels materials de canvi de fase encara no està totalment madura i és la direcció de desenvolupament més potencial de la gestió tèrmica de la bateria en el futur.
En general, la refrigeració líquida és la ruta tecnològica principal actual, principalment a causa de:
(1) D'una banda, les bateries ternàries d'alt níquel actuals tenen una estabilitat tèrmica pitjor que les bateries de fosfat de ferro de liti, temperatura de descomposició tèrmica més baixa (temperatura de descomposició, 750 °C per a fosfat de ferro de liti, 300 °C per a bateries de liti ternàries) , i una major producció de calor.D'altra banda, les noves tecnologies d'aplicació de fosfat de ferro de liti, com ara la bateria de fulles de BYD i el CTP de l'era Ningde, eliminen els mòduls, milloren la utilització de l'espai i la densitat d'energia i promouen encara més la gestió tèrmica de la bateria des de la tecnologia refrigerada per aire fins a la inclinació de la tecnologia refrigerada per líquid.
(2) Afectat per la guia de reducció de subvencions i l'ansietat dels consumidors pel camp de conducció, l'autonomia dels vehicles elèctrics continua augmentant i els requisits de densitat d'energia de la bateria són cada cop més alts.La demanda de tecnologia de refrigeració líquida amb una major eficiència de transferència de calor ha augmentat.
(3) Els models es desenvolupen en la direcció de models de gamma mitjana a alta, amb un pressupost de costos suficient, recerca de comoditat, tolerància a errors de components baixa i alt rendiment, i la solució de refrigeració líquida s'ajusta més als requisits.
Independentment de si es tracta d'un cotxe tradicional o d'un vehicle d'energia nova, la demanda de confort dels consumidors és cada cop més alta i la tecnologia de gestió tèrmica de la cabina ha esdevingut especialment important.Pel que fa als mètodes de refrigeració, s'utilitzen compressors elèctrics en comptes dels compressors normals per a la refrigeració, i les bateries solen connectar-se a sistemes de refrigeració d'aire condicionat.Els vehicles tradicionals adopten principalment el tipus de placa oscil·lant, mentre que els vehicles d'energia nova utilitzen principalment el tipus vòrtex.Aquest mètode té una alta eficiència, pes lleuger, baix soroll i és altament compatible amb l'energia elèctrica.A més, l'estructura és senzilla, el funcionament és estable i l'eficiència volumètrica és un 60% superior a la del tipus de placa oscil·lant.%Sobre.Pel que fa al mètode de calefacció, calefacció PTC (Escalfador d'aire PTC/Escalfador de refrigerant PTC) es necessita, i els vehicles elèctrics no tenen fonts de calor de cost zero (com el refrigerant del motor de combustió interna)
Hora de publicació: Jul-07-2023
