1. Característiques de les bateries de liti per a vehicles de nova energia
Les bateries de liti tenen principalment els avantatges d'una baixa taxa d'autodescàrrega, una alta densitat d'energia, uns temps de cicle elevats i una alta eficiència operativa durant l'ús. L'ús de bateries de liti com a principal dispositiu d'alimentació per a nova energia equival a obtenir una bona font d'alimentació. Per tant, en la composició dels components principals dels vehicles de nova energia, el paquet de bateries de liti relacionat amb la cel·la de la bateria de liti s'ha convertit en el seu component central més important i la part central que proporciona energia. Durant el procés de treball de les bateries de liti, hi ha certs requisits per a l'entorn circumdant. Segons els resultats experimentals, la temperatura òptima de treball es manté entre 20 °C i 40 °C. Un cop la temperatura al voltant de la bateria superi el límit especificat, el rendiment de la bateria de liti es reduirà considerablement i la vida útil es reduirà considerablement. Com que la temperatura al voltant de la bateria de liti és massa baixa, la capacitat de descàrrega final i la tensió de descàrrega es desviaran de l'estàndard preestablert i hi haurà una forta caiguda.
Si la temperatura ambient és massa alta, la probabilitat de fuga tèrmica de la bateria de liti augmentarà considerablement i la calor interna s'acumularà en un lloc específic, causant greus problemes d'acumulació de calor. Si aquesta part de la calor no es pot exportar sense problemes, juntament amb el temps de funcionament prolongat de la bateria de liti, la bateria és propensa a explosions. Aquest perill per a la seguretat representa una gran amenaça per a la seguretat personal, per la qual cosa les bateries de liti han de confiar en dispositius de refrigeració electromagnètics per millorar el rendiment de seguretat de l'equip en general durant el funcionament. Es pot veure que quan els investigadors controlen la temperatura de les bateries de liti, han d'utilitzar racionalment dispositius externs per exportar calor i controlar la temperatura de funcionament òptima de les bateries de liti. Un cop el control de temperatura assoleixi els estàndards corresponents, l'objectiu de conducció segura dels vehicles de nova energia gairebé no es veurà amenaçat.
2. Mecanisme de generació de calor de la nova bateria de liti per a vehicles energètics
Tot i que aquestes bateries es poden utilitzar com a dispositius d'alimentació, en el procés d'aplicació real, les diferències entre elles són més òbvies. Algunes bateries tenen desavantatges més grans, per la qual cosa els fabricants de vehicles de nova energia han de triar amb cura. Per exemple, la bateria de plom-àcid proporciona prou energia per a la branca mitjana, però causarà grans danys al medi ambient durant el seu funcionament, i aquests danys seran irreparables més endavant. Per tant, per tal de protegir la seguretat ecològica, el país ha inclòs les bateries de plom-àcid a la llista de prohibits. Durant el període de desenvolupament, les bateries de níquel-hidrur metàl·lic han obtingut bones oportunitats, la tecnologia de desenvolupament ha madurat gradualment i l'àmbit d'aplicació també s'ha ampliat. Tanmateix, en comparació amb les bateries de liti, els seus desavantatges són lleugerament òbvies. Per exemple, és difícil per als fabricants de bateries ordinàries controlar el cost de producció de les bateries de níquel-hidrur metàl·lic. Com a resultat, el preu de les bateries de níquel-hidrogen al mercat s'ha mantingut alt. Algunes marques de vehicles de nova energia que busquen el rendiment dels costos difícilment consideraran utilitzar-les com a peces d'automòbil. El més important és que les bateries de Ni-MH són molt més sensibles a la temperatura ambient que les bateries de liti i tenen més probabilitats d'incendiar-se a causa de les altes temperatures. Després de múltiples comparacions, les bateries de liti destaquen i ara s'utilitzen àmpliament en vehicles de nova energia.
La raó per la qual les bateries de liti poden proporcionar energia als vehicles de nova energia és precisament perquè els seus elèctrodes positius i negatius tenen materials actius. Durant el procés d'incrustació i extracció contínua de materials, s'obté una gran quantitat d'energia elèctrica i, segons el principi de conversió d'energia, l'energia elèctrica i l'energia cinètica per aconseguir l'objectiu d'intercanviar, proporcionant així una forta potència als vehicles de nova energia, es pot aconseguir l'objectiu de caminar amb el cotxe. Al mateix temps, quan la cel·la de la bateria de liti experimenta una reacció química, tindrà la funció d'absorbir calor i alliberar calor per completar la conversió d'energia. A més, l'àtom de liti no és estàtic, es pot moure contínuament entre l'electròlit i el diafragma, i hi ha resistència interna de polarització.
Ara, la calor també s'alliberarà adequadament. Tanmateix, la temperatura al voltant de la bateria de liti dels vehicles de nova energia és massa alta, cosa que pot conduir fàcilment a la descomposició dels separadors positius i negatius. A més, la composició de la bateria de liti de nova energia està composta per múltiples paquets de bateries. La calor generada per tots els paquets de bateries supera amb escreix la d'una sola bateria. Quan la temperatura supera un valor predeterminat, la bateria és extremadament propensa a explosions.
3. Tecnologies clau del sistema de gestió tèrmica de la bateria
Tant a nivell nacional com internacional, s'ha prestat molta atenció al sistema de gestió de bateries dels vehicles de nova energia, s'ha iniciat una sèrie d'investigacions i s'han obtingut molts resultats. Aquest article se centrarà en l'avaluació precisa de la potència restant de la bateria del sistema de gestió tèrmica de la bateria dels vehicles de nova energia, la gestió del balanç de la bateria i les tecnologies clau aplicades.sistema de gestió tèrmica.
3.1 Mètode d'avaluació de la potència residual del sistema de gestió tèrmica de la bateria
Els investigadors han invertit molta energia i esforços minuciosos en l'avaluació del SOC, principalment utilitzant algoritmes de dades científiques com el mètode integral d'ampere-hora, el mètode del model lineal, el mètode de la xarxa neuronal i el mètode del filtre de Kalman per dur a terme un gran nombre d'experiments de simulació. Tanmateix, sovint es produeixen errors de càlcul durant l'aplicació d'aquest mètode. Si l'error no es corregeix a temps, la diferència entre els resultats del càlcul serà cada cop més gran. Per compensar aquest defecte, els investigadors solen combinar el mètode d'avaluació Anshi amb altres mètodes per verificar-se mútuament, per tal d'obtenir els resultats més precisos. Amb dades precises, els investigadors poden estimar amb precisió el corrent de descàrrega de la bateria.
3.2 Gestió equilibrada del sistema de gestió tèrmica de la bateria
La gestió de l'equilibri del sistema de gestió tèrmica de la bateria s'utilitza principalment per coordinar el voltatge i la potència de cada part de la bateria. Després d'utilitzar diferents bateries en diferents parts, la potència i el voltatge seran diferents. En aquest moment, s'hauria d'utilitzar la gestió de l'equilibri per eliminar la diferència entre els dos. Inconsistència. Actualment, la tècnica de gestió de l'equilibri més utilitzada
Es divideix principalment en dos tipus: equalització passiva i equalització activa. Des de la perspectiva de l'aplicació, els principis d'implementació utilitzats per aquests dos tipus de mètodes d'equalització són força diferents.
(1) Equilibri passiu. El principi d'equalització passiva utilitza la relació proporcional entre la potència de la bateria i el voltatge, basant-se en les dades de voltatge d'una sola cadena de bateries, i la conversió dels dos s'aconsegueix generalment mitjançant la descàrrega de resistència: l'energia d'una bateria d'alta potència genera calor mitjançant l'escalfament per resistència i després es dissipa per l'aire per aconseguir la pèrdua d'energia. Tanmateix, aquest mètode d'equalització no millora l'eficiència de l'ús de la bateria. A més, si la dissipació de calor és desigual, la bateria no podrà completar la tasca de gestió tèrmica de la bateria a causa del problema del sobreescalfament.
(2) Equilibri actiu. L'equilibri actiu és un producte millorat de l'equilibri passiu, que compensa els desavantatges de l'equilibri passiu. Des del punt de vista del principi de realització, el principi d'equalització activa no es refereix al principi d'equalització passiva, sinó que adopta un concepte completament diferent: l'equalització activa no converteix l'energia elèctrica de la bateria en energia calorífica i la dissipa, de manera que l'alta energia es transfereix. L'energia de la bateria es transfereix a la bateria de baixa energia. A més, aquest tipus de transmissió no viola la llei de la conservació de l'energia i té els avantatges de baixes pèrdues, alta eficiència d'ús i resultats ràpids. Tanmateix, l'estructura de composició de la gestió de l'equilibri és relativament complicada. Si el punt d'equilibri no es controla correctament, pot causar danys irreversibles al paquet de bateries a causa de la seva mida excessiva. En resum, tant la gestió de l'equilibri actiu com la gestió de l'equilibri passiu tenen desavantatges i avantatges. En aplicacions específiques, els investigadors poden prendre decisions segons la capacitat i el nombre de cadenes de paquets de bateries de liti. Les bateries de liti de baixa capacitat i baix nombre són adequades per a la gestió de l'equalització passiva, i les bateries de liti d'alta capacitat i alt nombre de potència són adequades per a la gestió de l'equalització activa.
3.3 Les principals tecnologies utilitzades en el sistema de gestió tèrmica de la bateria
(1) Determinar el rang òptim de temperatura de funcionament de la bateria. El sistema de gestió tèrmica s'utilitza principalment per coordinar la temperatura al voltant de la bateria, de manera que per garantir l'efecte d'aplicació del sistema de gestió tèrmica, la tecnologia clau desenvolupada pels investigadors s'utilitza principalment per determinar la temperatura de funcionament de la bateria. Sempre que la temperatura de la bateria es mantingui dins d'un rang adequat, la bateria de liti sempre pot estar en les millors condicions de funcionament, proporcionant prou energia per al funcionament dels vehicles de nova energia. D'aquesta manera, el rendiment de la bateria de liti dels vehicles de nova energia sempre pot estar en excel·lents condicions.
(2) Càlcul del rang tèrmic de la bateria i predicció de la temperatura. Aquesta tecnologia implica un gran nombre de càlculs de models matemàtics. Els científics utilitzen mètodes de càlcul corresponents per obtenir la diferència de temperatura dins de la bateria i la utilitzen com a base per predir el possible comportament tèrmic de la bateria.
(3) Selecció del medi de transferència de calor. El rendiment superior del sistema de gestió tèrmica depèn de l'elecció del medi de transferència de calor. La majoria dels vehicles de nova energia actuals utilitzen aire/refrigerant com a medi de refrigeració. Aquest mètode de refrigeració és fàcil d'operar, té un cost de fabricació baix i pot aconseguir perfectament la finalitat de dissipar la calor de la bateria.Escalfador d'aire PTC/Escalfador de refrigerant PTC)
(4) Adopta un disseny d'estructura de ventilació i dissipació de calor en paral·lel. El disseny de ventilació i dissipació de calor entre els paquets de bateries de liti pot expandir el flux d'aire de manera que es pugui distribuir uniformement entre els paquets de bateries, resolent eficaçment la diferència de temperatura entre els mòduls de bateria.
(5) Selecció del punt de mesura de la temperatura i del ventilador. En aquest mòdul, els investigadors van utilitzar un gran nombre d'experiments per fer càlculs teòrics i, a continuació, van utilitzar mètodes de mecànica de fluids per obtenir valors de consum d'energia del ventilador. Posteriorment, els investigadors utilitzaran elements finits per trobar el punt de mesura de la temperatura més adequat per tal d'obtenir amb precisió dades de la temperatura de la bateria.
Data de publicació: 10 de setembre de 2024
