Unha das tecnoloxías clave dos vehículos de novas enerxías son as baterías. A calidade das baterías determina o custo dos vehículos eléctricos, por unha banda, e a autonomía dos vehículos eléctricos, por outra. É un factor clave para a súa aceptación e rápida adopción.
Segundo as características de uso, os requisitos e os campos de aplicación das baterías de enerxía, os tipos de investigación e desenvolvemento de baterías de enerxía no país e no estranxeiro son aproximadamente: baterías de chumbo-ácido, baterías de níquel-cadmio, baterías de níquel-hidruro metálico, baterías de ións de litio, pilas de combustible, etc., entre as cales o desenvolvemento de baterías de ións de litio recibe a maior atención.
Comportamento de xeración de calor da batería de enerxía
A fonte de calor, a taxa de xeración de calor, a capacidade calorífica da batería e outros parámetros relacionados do módulo de batería de alimentación están estreitamente relacionados coa natureza da batería. A calor liberada pola batería depende da natureza e características químicas, mecánicas e eléctricas da batería, especialmente da natureza da reacción electroquímica. A enerxía térmica xerada na reacción da batería pode expresarse mediante a calor de reacción da batería Qr; a polarización electroquímica fai que a tensión real da batería se desvíe da súa forza electromotriz de equilibrio e a perda de enerxía causada pola polarización da batería exprésase mediante Qp. Ademais de que a reacción da batería procede segundo a ecuación de reacción, tamén hai algunhas reaccións secundarias. As reaccións secundarias típicas inclúen a descomposición do electrólito e a autodescarga da batería. A calor de reacción secundaria xerada neste proceso é Qs. Ademais, debido a que calquera batería inevitablemente terá resistencia, xerarase calor Joule Qj cando pase a corrente. Polo tanto, a calor total dunha batería é a suma da calor dos seguintes aspectos: Qt = Qr + Qp + Qs + Qj.
Dependendo do proceso específico de carga (descarga), os principais factores que provocan que a batería xere calor tamén son diferentes. Por exemplo, cando a batería se carga normalmente, Qr é o factor dominante; e na fase posterior da carga da batería, debido á descomposición do electrolito, comezan a producirse reaccións secundarias (a calor de reacción secundaria é Qs), cando a batería está case completamente cargada e sobrecargada. O que ocorre principalmente é a descomposición do electrolito, onde Qs domina. A calor en Joule Qj depende da corrente e da resistencia. O método de carga máis común lévase a cabo baixo corrente constante, e Qj é un valor específico neste momento. Non obstante, durante o arranque e a aceleración, a corrente é relativamente alta. Para os HEV, isto equivale a unha corrente de decenas de amperios a centos de amperios. Neste momento, a calor en Joule Qj é moi grande e convértese na principal fonte de liberación de calor da batería.
Desde a perspectiva da controlabilidade da xestión térmica, os sistemas de xestión térmica (HVH) pódense dividir en dous tipos: activos e pasivos. Desde a perspectiva do medio de transferencia de calor, os sistemas de xestión térmica pódense dividir en: refrixerados por aire (Quentador de aire PTC), refrixerado por líquido (Calentador de refrixerante PTC) e almacenamento térmico por cambio de fase.
Para a transferencia de calor con refrixerante (quentador de refrixerante PTC) como medio, é necesario establecer unha comunicación de transferencia de calor entre o módulo e o medio líquido, como unha camisa de auga, para realizar un quecemento e arrefriamento indirectos en forma de convección e condución de calor. O medio de transferencia de calor pode ser auga, etilenglicol ou incluso refrixerante. Tamén hai transferencia de calor directa ao mergullar a peza polar no líquido do dieléctrico, pero débense tomar medidas de illamento para evitar curtocircuítos.
A refrixeración pasiva do refrixerante xeralmente usa o intercambio de calor líquido-aire ambiente e despois introduce casulos na batería para o intercambio de calor secundario, mentres que a refrixeración activa usa intercambiadores de calor do medio líquido-refrixerante do motor ou calefacción eléctrica PTC/quecemento de aceite térmico para lograr a refrixeración primaria. Calefacción, refrixeración primaria con aire na cabina de pasaxeiros/aire acondicionado no medio líquido-refrixerante.
Para os sistemas de xestión térmica que empregan aire e líquido como medio, a estrutura é demasiado grande e complexa debido á necesidade de ventiladores, bombas de auga, intercambiadores de calor, quentadores, tubaxes e outros accesorios, e tamén consome enerxía da batería e reduce a potencia da batería. densidade e densidade de enerxía.
O sistema de refrixeración da batería refrixerada por auga usa refrixerante (50 % de auga/50 % de etilenglicol) para transferir a calor da batería ao sistema de refrixeración do aire acondicionado a través do arrefriador da batería e, a continuación, ao ambiente a través do condensador. A temperatura da auga de entrada da batería é arrefriada pola batería. É doado alcanzar unha temperatura máis baixa despois do intercambio de calor e a batería pódese axustar para funcionar no mellor rango de temperatura de traballo; o principio do sistema móstrase na figura. Os principais compoñentes do sistema de refrixeración inclúen: condensador, compresor eléctrico, evaporador, válvula de expansión con válvula de peche, arrefriador da batería (válvula de expansión con válvula de peche) e tubaxes de aire acondicionado, etc.; o circuíto de auga de refrixeración inclúe: bomba de auga eléctrica, batería (incluídas as placas de refrixeración), arrefriadores de batería, tubaxes de auga, tanques de expansión e outros accesorios.
Data de publicación: 27 de abril de 2023
