1. Características das baterías de litio para vehículos de novas enerxías
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 uso. Empregar baterías de litio como principal dispositivo de alimentación para nova enerxía equivale a obter unha boa fonte de alimentación. Polo tanto, na composición dos principais compoñentes dos vehículos de nova enerxía, o paquete de baterías de litio relacionado coa cela da batería de litio converteuse no seu compoñente central máis importante e na parte central que proporciona enerxía. Durante o proceso de funcionamento das baterías de litio, existen certos requisitos para o ambiente circundante. Segundo os resultados experimentais, a temperatura óptima de funcionamento mantense entre 20 °C e 40 °C. Unha vez que a temperatura arredor da batería supere o límite especificado, o rendemento da batería de litio reducirase considerablemente e a vida útil tamén. Debido a que a temperatura arredor da batería de litio é demasiado baixa, a capacidade de descarga final e a tensión de descarga desviaranse do estándar preestablecido e haberá unha caída brusca.
Se a temperatura ambiente é demasiado alta, a probabilidade de fuga térmica da batería de litio aumentará considerablemente e a calor interna acumularase nun lugar específico, causando graves problemas de acumulación de calor. Se esta parte da calor non se pode exportar sen problemas, xunto co tempo de funcionamento prolongado da batería de litio, a batería é propensa a explosións. Este risco de seguridade supón unha gran ameaza para a seguridade persoal, polo que as baterías de litio deben depender de dispositivos de refrixeración electromagnéticos para mellorar o rendemento de seguridade do equipo en xeral durante o funcionamento. Pódese observar que cando os investigadores controlan a temperatura das baterías de litio, deben usar racionalmente dispositivos externos para exportar calor e controlar a temperatura de funcionamento óptima das baterías de litio. Unha vez que o control da temperatura alcance os estándares correspondentes, o obxectivo de condución segura dos vehículos de novas enerxías dificilmente se verá ameazado.
2. Mecanismo de xeración de calor da nova batería de litio para vehículos de enerxía
Aínda que estas baterías se poden usar como dispositivos de enerxía, no proceso de aplicación real, as diferenzas entre elas son máis evidentes. Algunhas baterías teñen maiores desvantaxes, 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 circundante durante o seu funcionamento, e este dano será irreparable máis tarde. Polo tanto, para protexer a seguridade ecolóxica, o país incluíu as baterías de chumbo-ácido na lista de prohibidos. Durante o período de desenvolvemento, as baterías de níquel-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, é difícil para os fabricantes de baterías ordinarias controlar o custo de produción das baterías de níquel-hidruro metálico. Como resultado, o prezo das baterías de níquel-hidróxeno no mercado mantívose alto. Algunhas marcas de vehículos de nova enerxía que buscan o rendemento de custos dificilmente considerarán usalas como pezas de automóbiles. Máis importante aínda, as baterías de Ni-MH son moito máis sensibles á temperatura ambiente que as baterías de litio e son máis propensas a incendiarse debido ás altas temperaturas. Tras múltiples comparacións, as baterías de litio destacan e agora úsanse amplamente en vehículos de novas enerxías.
A razón pola que as baterías de litio poden proporcionar enerxía aos vehículos de nova enerxía é precisamente porque os seus eléctrodos positivos e negativos teñen materiais activos. Durante o proceso de incrustación e extracción continua de materiais, obtense unha gran cantidade de enerxía eléctrica e, segundo o principio da conversión de enerxía, a enerxía eléctrica e a enerxía cinética para lograr o propósito de intercambio, proporcionando así unha forte potencia aos vehículos de nova enerxía, pode lograr o propósito de camiñar co coche. Ao mesmo tempo, cando a cela da 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 electrolito e o diafragma e hai resistencia interna de polarización.
Agora, a calor tamén se liberará de forma axeitada. Non obstante, a temperatura arredor 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 batería de litio de nova enerxía está composta por varios paquetes de baterías. A calor xerada por todos os paquetes de baterías supera con creces a dunha batería individual. Cando a temperatura supera un valor predeterminado, a batería é extremadamente propensa a explotar.
3. Tecnoloxías clave do sistema de xestión térmica da batería
Tanto no país como no estranxeiro prestouse moita atención ao sistema de xestión de baterías dos vehículos de nova enerxía, lanzouse unha serie de investigacións e obtívose unha gran cantidade de resultados. Este artigo centrarase na avaliación precisa da enerxía restante da batería do sistema de xestión térmica da batería dos vehículos de nova enerxía, na xestión do equilibrio da batería e nas tecnoloxías clave aplicadas no...sistema 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 do SOC, empregando principalmente algoritmos de datos científicos como o método integral de amperios-hora, o método do modelo lineal, o método da rede neuronal e o método do 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 farase cada vez maior. Para compensar este defecto, os investigadores adoitan combinar o método de avaliación de Anshi con outros métodos para verificarse mutuamente, 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. Despois de usar diferentes baterías en diferentes partes, a potencia e a tensión serán diferentes. Neste momento, débese usar a xestión do equilibrio para eliminar a diferenza entre as dúas. Inconsistencia. Actualmente, a técnica de xestión do equilibrio máis utilizada
Divídese principalmente en dous tipos: ecualización pasiva e ecualización activa. Desde a perspectiva da aplicación, os principios de implementación empregados por estes dous tipos de métodos de ecualización son bastante diferentes.
(1) Equilibrio pasivo. O principio da ecualización pasiva utiliza a relación proporcional entre a potencia da batería e a tensión, baseándose nos datos de tensión dunha única cadea de baterías, e a conversión de ambas conséguese xeralmente mediante descarga de resistencia: a enerxía dunha batería de alta potencia xera calor mediante o quecemento por resistencia e logo disípase polo aire para lograr o propósito de perda de enerxía. Non obstante, este método de ecualización non mellora a eficiencia do uso da batería. Ademais, se a disipación da calor é desigual, a batería non poderá completar a tarefa de xestión térmica da batería debido ao problema do sobrequecemento.
(2) Equilibrio activo. O equilibrio activo é un produto mellorado do equilibrio pasivo, que compensa as desvantaxes do equilibrio pasivo. Desde o punto de vista do principio de realización, o principio da ecualización activa non se refire ao principio da ecualización pasiva, senón que adopta un concepto completamente novo: a ecualización activa non converte a enerxía eléctrica da batería en enerxía térmica e a disipa, de xeito que a alta enerxía se transfire. A enerxía da batería transfírese á batería de baixa enerxía. Ademais, este tipo de transmisión non viola a lei da conservación da enerxía e ten as vantaxes de baixas perdas, alta eficiencia de uso e resultados rápidos. Non obstante, a estrutura de composición da xestión do equilibrio é relativamente complicada. Se o punto de equilibrio non se controla correctamente, pode causar danos irreversibles ao paquete de baterías debido ao seu tamaño excesivo. En resumo, tanto a xestión do equilibrio activo como a xestión do equilibrio pasivo teñen desvantaxes e vantaxes. En aplicacións específicas, os investigadores poden tomar decisións segundo a capacidade e o número de cadeas de paquetes de baterías de litio. As baterías de litio de baixa capacidade e baixo número son axeitadas para a xestión da ecualización pasiva, e as baterías de litio de alta capacidade e alto número de potencia son axeitadas para a xestión da ecualización activa.
3.3 As principais tecnoloxías empregadas no sistema de xestión térmica da batería
(1) Determinar o rango de temperatura de funcionamento óptimo da batería. O sistema de xestión térmica úsase principalmente para coordinar a temperatura arredor 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 funcionamento 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 novas enerxías. Deste xeito, o rendemento da batería de litio dos vehículos de novas enerxías 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 empregan métodos de cálculo correspondentes para obter a diferenza de temperatura dentro da batería e utilízana 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 vehículos de novas enerxías actuais usan aire/refrixerante como medio de refrixeración. Este método de refrixeración é sinxelo de operar, ten un baixo custo de fabricación e pode cumprir ben o propósito de disipar a calor da batería.Quentador de aire PTC/Calentador de refrixeración PTC)
(4) Adopta un deseño de estrutura de ventilación e disipación de calor en paralelo. O deseño de ventilación e disipación de calor entre os paquetes de baterías de litio pode expandir o fluxo de aire para que se distribua uniformemente entre os paquetes de baterías, resolvendo eficazmente a diferenza de temperatura entre os módulos de batería.
(5) Selección do punto de medición do ventilador e da temperatura. Neste módulo, os investigadores empregaron un gran número de experimentos para realizar cálculos teóricos e, a continuación, empregaron métodos de mecánica de fluídos para obter valores de consumo de enerxía do ventilador. Posteriormente, os investigadores empregarán elementos finitos para atopar o punto de medición de temperatura máis axeitado co fin de obter con precisión datos da temperatura da batería.
Data de publicación: 10 de setembro de 2024
