En af nøgleteknologierne i nye energikøretøjer er strømbatterier.Kvaliteten af batterier bestemmer på den ene side prisen på elbiler og på den anden side elbilernes rækkevidde.Nøglefaktor for accept og hurtig adoption.
I henhold til brugsegenskaber, krav og anvendelsesområder for strømbatterier er forsknings- og udviklingstyperne for strømbatterier i ind- og udland groft sagt: bly-syre-batterier, nikkel-cadmium-batterier, nikkel-metalhydrid-batterier, lithium-ion-batterier, brændselsceller mv., hvoraf udviklingen af lithium-ion-batterier får størst opmærksomhed.
Batteriets varmegenereringsadfærd
Varmekilden, varmegenereringshastigheden, batteriets varmekapacitet og andre relaterede parametre for strømbatterimodulet er tæt forbundet med batteriets natur.Den varme, der frigives af batteriet, afhænger af batteriets kemiske, mekaniske og elektriske natur og karakteristika, især karakteren af den elektrokemiske reaktion.Varmeenergien, der genereres i batterireaktionen, kan udtrykkes ved batterireaktionsvarmen Qr;den elektrokemiske polarisering får batteriets faktiske spænding til at afvige fra dets elektromotoriske ligevægtskraft, og energitabet forårsaget af batteripolariseringen udtrykkes ved Qp.Ud over at batterireaktionen forløber efter reaktionsligningen, er der også nogle sidereaktioner.Typiske bivirkninger omfatter elektrolytnedbrydning og selvafladning af batteriet.Sidereaktionsvarmen genereret i denne proces er Qs.Derudover, fordi ethvert batteri uundgåeligt vil have modstand, vil Joule-varme Qj blive genereret, når strømmen passerer.Derfor er den samlede varme af et batteri summen af varmen af 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 normalt er opladet, er Qr den dominerende faktor;og i det senere stadie af batteriopladning, på grund af nedbrydningen af elektrolytten, begynder der at forekomme sidereaktioner (sidereaktionsvarme er Qs), når batteriet er næsten fuldt opladet og overopladet. Hvad der hovedsageligt sker er elektrolytnedbrydning, hvor Qs dominerer .Joule-varmen Qj afhænger af strømmen og modstanden.Den almindeligt anvendte opladningsmetode udføres under konstant strøm, og Qj er en specifik værdi på dette tidspunkt.Men under opstart og acceleration er strømmen relativt høj.For HEV svarer dette til en strøm på snesevis af ampere til hundredvis af ampere.På dette tidspunkt er Joule-varmen Qj meget stor og bliver hovedkilden til batterivarmeafgivelse.
Fra perspektivet om termisk styringskontrollerbarhed kan termiske styringssystemer opdeles i to typer: aktive og passive.Fra varmeoverførselsmediets perspektiv kan termiske styringssystemer opdeles i: luftkølet, væskekølet og faseskiftende termisk opbevaring.
Termisk styring med luft som varmeoverførselsmedium
Varmeoverførselsmediet har en betydelig indvirkning på ydeevnen og omkostningerne ved det termiske styringssystem.Brugen af luft som varmeoverførselsmedie er at indføre luften direkte, så den strømmer gennem batterimodulet for at opnå formålet med varmeafledning.Generelt kræves ventilatorer, ind- og udløbsventilation og andre komponenter.
Ifølge de forskellige kilder til luftindtag er der generelt følgende former:
1 Passiv køling med udeluftventilation
2. Passiv køling/varme til kabineluftventilation
3. Aktiv køling/opvarmning af ude- eller kabineluft
Den passive systemstruktur er relativt enkel og udnytter direkte det eksisterende miljø.Hvis batteriet for eksempel skal varmes op om vinteren, kan det varme miljø i kabinen bruges til at indånde luft.Hvis temperaturen på batteriet er for høj under kørsel, og køleeffekten af luften i kabinen ikke er god, kan kold luft udefra indåndes for at køle ned.
For det aktive system skal der etableres et separat system for at give varme- eller kølefunktioner og styres uafhængigt i henhold til batteristatus, hvilket også øger køretøjets energiforbrug og omkostninger.Valget af forskellige systemer afhænger hovedsageligt af batteriets brugskrav.
Termisk styring med væske som varmeoverførselsmedium
For varmeoverførsel med væske som medium er det nødvendigt at etablere en varmeoverførselskommunikation mellem modulet og det flydende medium, såsom en vandkappe, for at gennemføre indirekte opvarmning og køling i form af konvektion og varmeledning.Varmeoverførselsmediet kan være vand, ethylenglycol eller endda kølemiddel.Der sker også direkte varmeoverførsel ved at nedsænke polstykket i dielektrikumets væske, men der skal tages isoleringsforanstaltninger for at undgå kortslutning.
Passiv væskekøling bruger generelt væske-omgivende luft-varmeveksling og introducerer derefter kokoner i batteriet til sekundær varmeveksling, mens aktiv køling bruger motorkølevæske-flydende mellemvarmevekslere eller elektrisk opvarmning/termisk olieopvarmning for at opnå primær køling.Opvarmning, primær køling med passagerkabine klima/klimaanlæg kølemiddel-flydende medium.
Det termiske styringssystem med luft og væske som medium kræver ventilatorer, vandpumper, varmevekslere, varmelegemer (PTC luftvarmer), rørledninger og andet tilbehør for at gøre strukturen for stor og kompleks, og bruger også batterienergi, array Batteriets effekttæthed og energitæthed sænkes.
(PTC kølevæskevarmeapparat) Det vandkølede batterikølesystem bruger kølemiddel (50 % vand/50 % ethylenglycol) til at overføre varme fra batteriet til klimaanlæggets kølemiddelsystem gennem batterikøleren og derefter til miljøet gennem kondensatoren.Den importerede vandtemperatur er let at nå en lavere temperatur efter varmeveksling med batterikøleren, og batteriet kan justeres til at fungere ved det bedste arbejdstemperaturområde;systemprincippet er vist på figuren.Kølemiddelsystemets hovedkomponenter omfatter: kondensator, elektrisk kompressor, fordamper, ekspansionsventil med stopventil, batterikøler (ekspansionsventil med stopventil) og airconditionrør osv.;kølevandskredsløbet inkluderer:elektrisk vandpumpe, batteri (inklusive køleplader), batterikølere, vandrør, ekspansionsbeholdere og andet tilbehør.
Indlægstid: 13-jul-2023
