Investigación sobre tecnoloxía de xestión térmica de baterías de litio para vehículos de nova enerxía

1. Características das baterías de litio para vehículos de nova enerxía

As baterías de litio teñen principalmente as vantaxes dunha baixa taxa de autodescarga, alta densidade de enerxía, altos tempos de ciclo e alta eficiencia operativa durante o seu uso.Usar baterías de litio como principal dispositivo de enerxía para a nova enerxía equivale a obter unha boa fonte de enerxía.Polo tanto, na composición dos principais compoñentes dos vehículos de nova enerxía, a batería de litio relacionada coa pila de batería de litio converteuse no seu compoñente principal máis importante e na parte central que proporciona enerxía.Durante o proceso de traballo das baterías de litio, hai certos requisitos para o ambiente circundante.Segundo os resultados experimentais, a temperatura óptima de traballo mantense entre 20 °C e 40 °C.Unha vez que a temperatura ao redor da batería supere o límite especificado, o rendemento da batería de litio reducirase moito e a vida útil reducirase moito.Debido a que a temperatura ao redor da batería de litio é demasiado baixa, a capacidade de descarga final e a tensión de descarga desviaranse do estándar preestablecido e producirase unha forte caída.

Se a temperatura ambiente é demasiado alta, a probabilidade de fuga térmica da batería de litio mellorarase moito e a calor interna acumularase nun lugar específico, causando serios problemas de acumulación de calor.Se esta parte da calor non se pode exportar sen problemas, xunto co tempo de traballo prolongado da batería de litio, a batería é propensa a explosión.Este perigo de seguridade supón unha gran ameaza para a seguridade persoal, polo que as baterías de litio deben depender de dispositivos de refrixeración electromagnético para mellorar o rendemento de seguridade do equipo xeral cando traballan.Pódese ver que cando os investigadores controlan a temperatura das baterías de litio, deben utilizar racionalmente dispositivos externos para exportar calor e controlar a temperatura óptima de traballo das baterías de litio.Despois de que o control de temperatura alcance os estándares correspondentes, o obxectivo de condución segura dos vehículos de nova enerxía apenas se verá ameazado.

2. Mecanismo de xeración de calor da batería de litio de enerxía do vehículo de nova enerxía

Aínda que estas baterías poden usarse como dispositivos de enerxía, no proceso de aplicación real, as diferenzas entre elas son máis evidentes.Algunhas baterías teñen maiores inconvenientes, polo que os fabricantes de vehículos de nova enerxía deben escoller con coidado.Por exemplo, a batería de chumbo-ácido proporciona enerxía suficiente para a rama media, pero causará grandes danos ao medio ambiente durante o seu funcionamento, e este dano será irreparable máis tarde.Polo tanto, para protexer a seguridade ecolóxica, o país puxo as baterías de chumbo-ácido incluídas na lista prohibida.Durante o período de desenvolvemento, as baterías de níquel e hidruro metálico obtiveron boas oportunidades, a tecnoloxía de desenvolvemento madurou gradualmente e o ámbito de aplicación tamén se ampliou.Non obstante, en comparación coas baterías de litio, as súas desvantaxes son lixeiramente obvias.Por exemplo, para os fabricantes de baterías comúns é difícil controlar o custo de produción das baterías de níquel e hidruro metálico.Como resultado, o prezo das baterías de níquel e hidróxeno no mercado mantívose elevado.Algunhas marcas de vehículos enerxéticos novos que perseguen o rendemento dos custos dificilmente considerarán utilizalos como pezas de automóbil.O máis importante é que as baterías de Ni-MH son moito máis sensibles á temperatura ambiente que as de litio e teñen máis probabilidades de incendiarse debido ás altas temperaturas.Despois de múltiples comparacións, as baterías de litio destacan e son agora moi utilizadas nos vehículos de nova enerxía.

A razón pola que as baterías de litio poden proporcionar enerxía aos vehículos de nova enerxía é precisamente porque os seus electrodos positivos e negativos teñen materiais activos.Durante o proceso de incorporación e extracción continua de materiais, obtense unha gran cantidade de enerxía eléctrica e, a continuación, segundo o principio de conversión de enerxía, a enerxía eléctrica e a enerxía cinética Para acadar o propósito do intercambio, proporcionando así unha forte potencia ao vehículos de nova enerxía, poden alcanzar o propósito de camiñar co coche.Ao mesmo tempo, cando a pila de batería de litio sofre unha reacción química, terá a función de absorber calor e liberar calor para completar a conversión de enerxía.Ademais, o átomo de litio non é estático, pode moverse continuamente entre o electrólito eo diafragma e hai unha resistencia interna de polarización.

Agora, a calor tamén se liberará adecuadamente.Non obstante, a temperatura ao redor da batería de litio dos vehículos de nova enerxía é demasiado alta, o que pode levar facilmente á descomposición dos separadores positivos e negativos.Ademais, a composición da nova batería de litio de enerxía está composta por varios paquetes de baterías.A calor xerada por todas as baterías supera con creces a da única batería.Cando a temperatura supera un valor predeterminado, a batería é moi propensa a explosión.

3. Tecnoloxías clave do sistema de xestión térmica da batería

Para o sistema de xestión da batería de vehículos de nova enerxía, tanto na casa como no estranxeiro, deron un alto grao de atención, lanzaron unha serie de investigacións e obtiveron moitos resultados.Este artigo centrarase na avaliación precisa da enerxía restante da batería do novo sistema de xestión térmica da batería do vehículo de enerxía, a xestión do equilibrio da batería e as tecnoloxías clave aplicadas nosistema de xestión térmica.

3.1 Método de avaliación da potencia residual do sistema de xestión térmica da batería
Os investigadores investiron moita enerxía e esforzos minuciosos na avaliación de SOC, utilizando principalmente algoritmos de datos científicos como o método integral amperio-hora, o método de modelo lineal, o método de rede neuronal e o método de filtro de Kalman para realizar un gran número de experimentos de simulación.Non obstante, adoitan producirse erros de cálculo durante a aplicación deste método.Se o erro non se corrixe a tempo, a diferenza entre os resultados do cálculo será cada vez maior.Para compensar este defecto, os investigadores adoitan combinar o método de avaliación Anshi con outros métodos para verificarse entre si, co fin de obter os resultados máis precisos.Con datos precisos, os investigadores poden estimar con precisión a corrente de descarga da batería.

3.2 Xestión equilibrada do sistema de xestión térmica da batería
A xestión do equilibrio do sistema de xestión térmica da batería úsase principalmente para coordinar a tensión e a potencia de cada parte da batería de enerxía.Despois de usar diferentes baterías en diferentes partes, a potencia e a tensión serán diferentes.Neste momento, debe usarse a xestión do equilibrio para eliminar a diferenza entre ambos.Incoherencia.Actualmente a técnica de xestión de saldos máis utilizada

Divídese principalmente en dous tipos: ecualización pasiva e ecualización activa.Desde a perspectiva da aplicación, os principios de implementación utilizados por estes dous tipos de métodos de ecualización son bastante diferentes.

(1) Saldo pasivo.O principio de ecualización pasiva utiliza a relación proporcional entre a potencia da batería e a tensión, baseada nos datos de tensión dunha única cadea de baterías, e a conversión das dúas conséguese xeralmente mediante a descarga de resistencia: a enerxía dunha batería de alta potencia xera calor. a través do quecemento por resistencia, a continuación, disipar polo aire para acadar o propósito de perda de enerxía.Non obstante, este método de ecualización non mellora a eficiencia do uso da batería.Ademais, se a disipación de calor é desigual, a batería non poderá completar a tarefa de xestión térmica da batería debido ao problema do sobreenriquecido.

(2) Saldo activo.O balance activo é un produto actualizado do equilibrio pasivo, que compensa as desvantaxes do equilibrio pasivo.Desde o punto de vista do principio de realización, o principio de ecualización activa non se refire ao principio de ecualización pasiva, senón que adopta un novo concepto completamente diferente: a ecualización activa non converte a enerxía eléctrica da batería en enerxía térmica e a disipa. , para que se transfira a alta enerxía A enerxía da batería transfírese á batería de baixa enerxía.Ademais, este tipo de transmisión non viola a lei de conservación de enerxía e ten as vantaxes de baixas perdas, alta eficiencia de uso e resultados rápidos.Non obstante, a estrutura de composición da xestión do saldo é relativamente complicada.Se o punto de equilibrio non se controla correctamente, pode causar danos irreversibles na batería de enerxía debido ao seu tamaño excesivo.En resumo, tanto a xestión activa do saldo como a xestión pasiva do saldo teñen desvantaxes e vantaxes.En aplicacións específicas, os investigadores poden facer eleccións segundo a capacidade e o número de cordas dos paquetes de baterías de litio.Os paquetes de baterías de litio de baixa capacidade e número baixo son axeitados para a xestión de ecualización pasiva, e os paquetes de baterías de litio de gran capacidade e número elevado son axeitados para a xestión de ecualización activa.

3.3 As principais tecnoloxías empregadas no sistema de xestión térmica de baterías
(1) Determine o rango de temperatura óptimo de funcionamento da batería.O sistema de xestión térmica úsase principalmente para coordinar a temperatura ao redor da batería, polo que, para garantir o efecto de aplicación do sistema de xestión térmica, a tecnoloxía clave desenvolvida polos investigadores úsase principalmente para determinar a temperatura de traballo da batería.Sempre que a temperatura da batería se manteña dentro dun rango axeitado, a batería de litio sempre pode estar nas mellores condicións de funcionamento, proporcionando enerxía suficiente para o funcionamento dos vehículos de nova enerxía.Deste xeito, o rendemento da batería de litio dos vehículos de nova enerxía sempre pode estar en excelentes condicións.

(2) Cálculo do rango térmico da batería e predición da temperatura.Esta tecnoloxía implica un gran número de cálculos de modelos matemáticos.Os científicos usan os métodos de cálculo correspondentes para obter a diferenza de temperatura dentro da batería, e utilízano como base para predicir o posible comportamento térmico da batería.

(3) Selección do medio de transferencia de calor.O rendemento superior do sistema de xestión térmica depende da elección do medio de transferencia de calor.A maioría dos actuais vehículos de nova enerxía usan aire/refrixerante como medio de refrixeración.Este método de refrixeración é sinxelo de operar, baixo custo de fabricación e pode alcanzar o propósito de disipar a calor da batería.Calentador de aire PTC/Calentador de refrigerante PTC)

(4) Adopte un deseño de estrutura de ventilación paralela e disipación de calor.O deseño de ventilación e disipación de calor entre os paquetes de baterías de litio pode expandir o fluxo de aire para que se poida distribuír uniformemente entre os paquetes de baterías, resolvendo eficazmente a diferenza de temperatura entre os módulos de baterías.

(5) Selección do punto de medición do ventilador e da temperatura.Neste módulo, os investigadores utilizaron un gran número de experimentos para facer cálculos teóricos, e despois utilizaron métodos de mecánica de fluídos para obter valores de consumo de enerxía dos ventiladores.Despois, os investigadores utilizarán elementos finitos para atopar o punto de medición de temperatura máis axeitado para obter datos de temperatura da batería con precisión.