En af nøgleteknologierne i nye energikøretøjer er elbatterier. Batteriernes kvalitet bestemmer prisen på elbiler på den ene side og rækkevidden for elbiler på den anden side. En nøglefaktor for accept og hurtig implementering.
I henhold til brugsegenskaber, krav og anvendelsesområder for strømbatterier er forsknings- og udviklingstyperne for strømbatterier i ind- og udland omtrent: blybatterier, nikkel-cadmium-batterier, nikkel-metalhydridbatterier, lithium-ion-batterier, brændselsceller osv., hvoraf udviklingen af lithium-ion-batterier får mest opmærksomhed.
Adfærd i forbindelse med varmegenerering af strømbatteriet
Varmekilden, varmegenereringshastigheden, batteriets varmekapacitet og andre relaterede parametre for batterimodulet er tæt forbundet med batteriets natur. Den varme, der frigives af batteriet, afhænger af batteriets kemiske, mekaniske og elektriske natur og egenskaber, især arten af den elektrokemiske reaktion. Den varmeenergi, der genereres i batterireaktionen, kan udtrykkes ved batteriets reaktionsvarme Qr; den elektrokemiske polarisering får batteriets faktiske spænding til at afvige fra dets ligevægtselektromotoriske kraft, og energitabet forårsaget af batteriets polarisering udtrykkes ved Qp. Ud over at batteriets reaktion forløber i henhold til reaktionsligningen, er der også nogle sidereaktioner. Typiske sidereaktioner omfatter elektrolytnedbrydning og batteriets selvafladning. Den sidereaktionsvarme, der genereres i denne proces, er Qs. Derudover, fordi ethvert batteri uundgåeligt vil have modstand, vil der blive genereret joulevarme Qj, når strømmen passerer. Derfor er et batteris samlede varme summen af varmen fra følgende aspekter: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Afhængigt af den specifikke opladnings- (afladnings-) proces er de vigtigste faktorer, der får batteriet til at generere varme, også forskellige. For eksempel, når batteriet er normalt opladet, er Qr den dominerende faktor; og i den senere fase af batteriopladningen, på grund af nedbrydningen af elektrolytten, begynder sidereaktioner at forekomme (sidereaktionsvarme er Qs). Når batteriet er næsten fuldt opladet og overopladet, sker der primært nedbrydning af elektrolytten, hvor Qs dominerer. Joule-varmen Qj afhænger af strøm og modstand. Den almindeligt anvendte opladningsmetode udføres under konstant strøm, og Qj er en specifik værdi på dette tidspunkt. Under opstart og acceleration er strømmen dog relativt høj. For HEV svarer dette til en strøm på ti ampere til hundredvis af ampere. På dette tidspunkt er Joule-varmen Qj meget stor og bliver den primære kilde til batteriets varmeafgivelse.
Fra perspektivet af termisk styringskontrollerbarhed, termiske styringssystemer (HVH) kan opdeles i to typer: aktiv og passiv. Fra et varmeoverføringsmediums perspektiv kan termiske styringssystemer opdeles i: luftkølede (PTC-luftvarmer), væskekølet (PTC kølevæskevarmer), og faseændringsvarmelagring.
For varmeoverførsel med kølemiddel (PTC-kølemiddelvarmer) som medium er det nødvendigt at etablere en varmeoverførselskommunikation mellem modulet og det flydende medium, såsom en vandkappe, for at udføre indirekte opvarmning og afkøling i form af konvektion og varmeledning. Varmeoverførselsmediet kan være vand, ethylenglycol eller endda kølemiddel. Der er også direkte varmeoverførsel ved at nedsænke polstykket i dielektrikummets væske, men der skal træffes isoleringsforanstaltninger for at undgå kortslutning.
Passiv kølemiddelkøling bruger generelt varmeveksling mellem væske og omgivende luft og introducerer derefter kokoner i batteriet til sekundær varmeveksling, mens aktiv køling bruger motorens kølemiddel-væske-medium-varmevekslere eller PTC-elopvarmning/termisk olieopvarmning til at opnå primær køling. Opvarmning, primær køling med kølemiddel-væske-medium i passagerkabinen/klimaanlægget.
For termiske styringssystemer, der bruger luft og væske som medium, er strukturen for stor og kompleks på grund af behovet for ventilatorer, vandpumper, varmevekslere, varmeapparater, rørledninger og andet tilbehør, og det forbruger også batterienergi og reducerer batteriets strømtæthed og energitæthed.
Det vandkølede batterikølesystem bruger kølemiddel (50 % vand/50 % ethylenglycol) til at overføre batterivarmen til klimaanlæggets kølesystem gennem batterikøleren og derefter til omgivelserne gennem kondensatoren. Batteriets indløbsvandtemperatur afkøles af batteriet. Det er nemt at opnå en lavere temperatur efter varmeveksling, og batteriet kan justeres til at køre ved det bedste driftstemperaturområde; systemprincippet er vist på figuren. Hovedkomponenterne i kølesystemet omfatter: kondensator, elektrisk kompressor, fordamper, ekspansionsventil med afspærringsventil, batterikøler (ekspansionsventil med afspærringsventil) og klimaanlægsrør osv.; kølevandskredsløbet omfatter: elektrisk vandpumpe, batteri (inklusive køleplader), batterikølere, vandrør, ekspansionsbeholdere og andet tilbehør.
Opslagstidspunkt: 27. april 2023
