Batteriets termiske styring
Under batteriets arbejdsproces har temperaturen stor indflydelse på dets ydeevne. Hvis temperaturen er for lav, kan det forårsage et kraftigt fald i batteriets kapacitet og effekt og endda en kortslutning af batteriet. Vigtigheden af batteriets termiske styring bliver stadig mere fremtrædende, da temperaturen er for høj, hvilket kan få batteriet til at nedbrydes, korrodere, antændes eller endda eksplodere. Batteriets driftstemperatur er en nøglefaktor for ydeevne, sikkerhed og batterilevetid. Fra et ydeevnesynspunkt vil en for lav temperatur føre til et fald i batteriets aktivitet, hvilket resulterer i et fald i opladnings- og afladningsydelsen og et kraftigt fald i batterikapaciteten. Sammenligningen viste, at når temperaturen faldt til 10°C, var batteriets afladningskapacitet 93% af den ved normal temperatur; men når temperaturen faldt til -20°C, var batteriets afladningskapacitet kun 43% af den ved normal temperatur.
Forskning foretaget af Li Junqiu og andre har nævnt, at fra et sikkerhedsmæssigt synspunkt vil batteriets sidereaktioner blive accelereret, hvis temperaturen er for høj. Når temperaturen er tæt på 60 °C, vil batteriets interne materialer/aktive stoffer nedbrydes, og derefter vil der opstå "termisk runaway", hvilket forårsager en pludselig temperaturstigning, helt op til 400 ~ 1000 ℃, hvilket kan føre til brand og eksplosion. Hvis temperaturen er for lav, skal batteriets opladningshastighed opretholdes ved en lavere opladningshastighed, ellers vil det få batteriet til at nedbryde lithium og forårsage en intern kortslutning, der kan antændes.
Fra et batterilevetidsperspektiv kan temperaturens indflydelse på batteriets levetid ikke ignoreres. Lithiumaflejring i batterier, der er tilbøjelige til at blive opladet ved lav temperatur, vil få batteriets levetid til hurtigt at falde til snesevis af gange, og høj temperatur vil i høj grad påvirke batteriets kalenderlevetid og levetid. Undersøgelsen viste, at når temperaturen er 23 ℃, er kalenderlevetiden for et batteri med 80 % resterende kapacitet omkring 6238 dage, men når temperaturen stiger til 35 ℃, er kalenderlevetiden omkring 1790 dage, og når temperaturen når 55 ℃, er kalenderlevetiden omkring 6238 dage. Kun 272 dage.
På nuværende tidspunkt, på grund af omkostninger og tekniske begrænsninger, er batteriets termiske styring (BTMS) er ikke ensartet i brugen af ledende medier og kan opdeles i tre hovedtekniske veje: luftkøling (aktiv og passiv), væskekøling og faseskiftmaterialer (PCM). Luftkøling er relativt enkel, har ingen risiko for lækage og er økonomisk. Det er egnet til den indledende udvikling af LFP-batterier og små bilfelter. Effekten af væskekøling er bedre end luftkøling, og omkostningerne er højere. Sammenlignet med luft har flydende kølemedium karakteristika som stor specifik varmekapacitet og høj varmeoverføringskoefficient, hvilket effektivt kompenserer for den tekniske mangel ved lav luftkøleeffektivitet. Det er den vigtigste optimeringsplan for personbiler i øjeblikket. Zhang Fubin påpegede i sin forskning, at fordelen ved væskekøling er hurtig varmeafledning, hvilket kan sikre en ensartet temperatur på batteripakken og er egnet til batteripakker med stor varmeproduktion; ulemperne er høje omkostninger, strenge emballagekrav, risiko for væskelækage og kompleks struktur. Faseskiftmaterialer har både varmevekslingseffektivitet og omkostningsfordele samt lave vedligeholdelsesomkostninger. Den nuværende teknologi er stadig på laboratoriestadiet. Teknologien til termisk styring af faseændringsmaterialer er endnu ikke fuldt moden, og det er den mest potentielle udviklingsretning for batteritermisk styring i fremtiden.
Samlet set er væskekøling den nuværende mainstream-teknologirute, primært på grund af:
(1) På den ene side har de nuværende mainstream højnikkel ternære batterier dårligere termisk stabilitet end lithium-jernfosfat-batterier, lavere termisk runaway-temperatur (dekomponeringstemperatur, 750 °C for lithium-jernfosfat, 300 °C for ternære lithium-batterier) og højere varmeproduktion. På den anden side eliminerer nye lithium-jernfosfat-applikationsteknologier såsom BYD's bladbatteri og Ningde-æraens CTP moduler, forbedrer pladsudnyttelse og energitæthed og fremmer yderligere batteriets termiske styring fra luftkølet teknologi til væskekølet teknologi.
(2) Påvirket af retningslinjerne for reduktion af subsidier og forbrugernes bekymring for rækkevidde fortsætter rækkevidden for elbiler med at stige, og kravene til batteriets energitæthed bliver højere og højere. Efterspørgslen efter væskekøleteknologi med højere varmeoverføringseffektivitet er steget.
(3) Modellerne udvikler sig i retning af mellem- til high-end-modeller med et tilstrækkeligt omkostningsbudget, stræben efter komfort, lav komponentfejltolerance og høj ydeevne, og væskekøleløsningen er mere i overensstemmelse med kravene.
Uanset om det er en traditionel bil eller et nyt energikøretøj, bliver forbrugernes efterspørgsel efter komfort højere og højere, og teknologi til styring af cockpittemperatur er blevet særlig vigtig. Med hensyn til kølemetoder anvendes elektriske kompressorer i stedet for almindelige kompressorer til køling, og batterier er normalt forbundet til klimaanlæggets kølesystemer. Traditionelle køretøjer bruger primært swash plate-typen, mens nye energikøretøjer primært bruger vortex-typen. Denne metode har høj effektivitet, let vægt, lav støj og er meget kompatibel med elektrisk drivenergi. Derudover er strukturen enkel, driften er stabil, og den volumetriske effektivitet er 60% højere end swash plate-typen. Omtrent %. Med hensyn til opvarmningsmetoden er PTC-opvarmning (PTC-luftvarmer/PTC-kølevæskevarmer) er nødvendig, og elbiler mangler omkostningsfrie varmekilder (såsom kølevæske til forbrændingsmotorer)
Opslagstidspunkt: 7. juli 2023
