Xestión térmica da batería
Durante o proceso de funcionamento da batería, a temperatura ten unha grande influencia no seu rendemento. Se a temperatura é demasiado baixa, pode provocar unha forte diminución da capacidade e da potencia da batería, e mesmo un curtocircuíto na batería. A importancia da xestión térmica da batería é cada vez maior, xa que a temperatura é demasiado alta, o que pode provocar a descomposición, a corrosión, o incendio ou mesmo a explosión da batería. A temperatura de funcionamento da batería é un factor clave para determinar o rendemento, a seguridade e a duración da batería. Desde o punto de vista do rendemento, unha temperatura demasiado baixa provocará unha diminución da actividade da batería, o que resultará nunha diminución do rendemento de carga e descarga e nunha forte diminución da capacidade da batería. A comparación descubriu que cando a temperatura baixou a 10 °C, a capacidade de descarga da batería era do 93 % da que tiña a temperatura normal; non obstante, cando a temperatura baixou a -20 °C, a capacidade de descarga da batería era só do 43 % da que tiña a temperatura normal.
Unha investigación de Li Junqiu e outros autores menciona que, desde o punto de vista da seguridade, se a temperatura é demasiado alta, as reaccións secundarias da batería aceleraranse. Cando a temperatura se achega aos 60 °C, os materiais/substancias activas internas da batería descompoñeranse e, polo tanto, producirase un "fuga térmica", o que provocará un aumento repentino da temperatura, mesmo ata 400 ~ 1000 ℃, o que provocará incendios e explosións. Se a temperatura é demasiado baixa, a velocidade de carga da batería debe manterse a unha velocidade de carga máis baixa; se non, fará que a batería se descomponga o litio e provoque un curtocircuíto interno que incendie.
Desde a perspectiva da duración da batería, non se pode ignorar o impacto da temperatura na duración da batería. A deposición de litio en baterías propensas a cargas a baixa temperatura fará que o ciclo de vida da batería se reduza rapidamente ata ducias de veces, e as altas temperaturas afectarán en gran medida a vida útil e o ciclo de vida da batería. A investigación descubriu que cando a temperatura é de 23 ℃, a vida útil da batería cun 80 % de capacidade restante é duns 6238 días, pero cando a temperatura sobe a 35 ℃, a vida útil é duns 1790 días, e cando a temperatura alcanza os 55 ℃, a vida útil é duns 6238 días. Só 272 días.
Na actualidade, debido ao custo e ás restricións técnicas, a xestión térmica da batería (BTMS) non está unificado no uso de medios condutores e pódese dividir en tres vías técnicas principais: refrixeración por aire (activa e pasiva), refrixeración líquida e materiais de cambio de fase (PCM). A refrixeración por aire é relativamente sinxela, non ten risco de fugas e é económica. É axeitada para o desenvolvemento inicial de baterías LFP e campos de automóbiles pequenos. O efecto da refrixeración líquida é mellor que o da refrixeración por aire e o custo aumenta. En comparación co aire, o medio de refrixeración líquida ten as características dunha gran capacidade calorífica específica e un alto coeficiente de transferencia de calor, o que compensa eficazmente a deficiencia técnica da baixa eficiencia de refrixeración por aire. É o principal plan de optimización dos automóbiles de pasaxeiros na actualidade. Zhang Fubin sinalou na súa investigación que a vantaxe da refrixeración líquida é a rápida disipación da calor, que pode garantir a temperatura uniforme do paquete de baterías e é axeitada para paquetes de baterías con gran produción de calor; as desvantaxes son o alto custo, os estritos requisitos de embalaxe, o risco de fugas de líquido e a estrutura complexa. Os materiais de cambio de fase teñen vantaxes tanto de eficiencia de intercambio de calor como de custos, e baixos custos de mantemento. A tecnoloxía actual aínda está en fase de laboratorio. A tecnoloxía de xestión térmica dos materiais de cambio de fase aínda non está totalmente madura e é a dirección de desenvolvemento con maior potencial da xestión térmica das baterías no futuro.
En xeral, a refrixeración líquida é a tecnoloxía dominante na actualidade, principalmente debido a:
(1) Por unha banda, as baterías ternarias con alto contido de níquel actuais teñen unha peor estabilidade térmica que as baterías de fosfato de litio e ferro, unha temperatura de fuga térmica máis baixa (temperatura de descomposición, 750 °C para o fosfato de litio e ferro, 300 °C para as baterías de litio ternarias) e unha maior produción de calor. Por outra banda, as novas tecnoloxías de aplicación de fosfato de litio e ferro, como a batería de láminas de BYD e o CTP da era Ningde, eliminan os módulos, melloran a utilización do espazo e a densidade de enerxía, e promoven aínda máis a xestión térmica da batería desde a tecnoloxía de refrixeración por aire ata a tecnoloxía de refrixeración por líquido.
(2) Afectada polas directrices de redución das subvencións e a ansiedade dos consumidores pola autonomía, a autonomía dos vehículos eléctricos segue a aumentar e os requisitos de densidade de enerxía da batería son cada vez maiores. A demanda de tecnoloxía de refrixeración líquida con maior eficiencia de transferencia de calor aumentou.
(3) Os modelos están a desenvolverse na dirección de modelos de gama media-alta, cun orzamento de custos suficiente, busca da comodidade, baixa tolerancia a fallos de compoñentes e alto rendemento, e a solución de refrixeración líquida está máis en consonancia cos requisitos.
Independentemente de se se trata dun coche tradicional ou dun vehículo de novas enerxías, a demanda de confort dos consumidores é cada vez maior, e a tecnoloxía de xestión térmica da cabina tornouse particularmente importante. En termos de métodos de refrixeración, utilízanse compresores eléctricos en lugar de compresores ordinarios para a refrixeración, e as baterías adoitan estar conectadas a sistemas de refrixeración de aire acondicionado. Os vehículos tradicionais adoptan principalmente o tipo de placa oscilante, mentres que os vehículos de novas enerxías usan principalmente o tipo vortex. Este método ten alta eficiencia, peso lixeiro, baixo ruído e é altamente compatible coa enerxía de accionamento eléctrico. Ademais, a estrutura é sinxela, o funcionamento é estable e a eficiencia volumétrica é un 60 % maior que a do tipo de placa oscilante. % aproximadamente. En termos de método de calefacción, calefacción PTC (Quentador de aire PTC/Calentador de refrixeración PTC) é necesario, e os vehículos eléctricos carecen de fontes de calor de custo cero (como o refrixerante do motor de combustión interna)
Data de publicación: 07-07-2023
