Een van de belangrijkste technologieën van nieuwe energievoertuigen zijn accu's.De kwaliteit van batterijen bepaalt enerzijds de kosten van elektrische voertuigen, en anderzijds de actieradius van elektrische voertuigen.Sleutelfactor voor acceptatie en snelle adoptie.
Volgens de gebruikskenmerken, vereisten en toepassingsgebieden van stroombatterijen zijn de onderzoeks- en ontwikkelingstypen van stroombatterijen in binnen- en buitenland grofweg: loodzuurbatterijen, nikkel-cadmiumbatterijen, nikkel-metaalhydridebatterijen, lithium-ionbatterijen, brandstofcellen, enz., waarvan de ontwikkeling van lithium-ionbatterijen de meeste aandacht krijgt.
Gedrag van warmteopwekking van de batterij
De warmtebron, de warmteopwekkingssnelheid, de warmtecapaciteit van de batterij en andere gerelateerde parameters van de vermogensbatterijmodule hangen nauw samen met de aard van de batterij.De warmte die door de batterij vrijkomt, is afhankelijk van de chemische, mechanische en elektrische aard en kenmerken van de batterij, vooral de aard van de elektrochemische reactie.De warmte-energie die wordt gegenereerd bij de batterijreactie kan worden uitgedrukt door de batterijreactiewarmte Qr;de elektrochemische polarisatie zorgt ervoor dat de werkelijke spanning van de batterij afwijkt van de elektromotorische evenwichtskracht, en het energieverlies veroorzaakt door de polarisatie van de batterij wordt uitgedrukt door Qp.Naast dat de batterijreactie verloopt volgens de reactievergelijking, zijn er ook enkele nevenreacties.Typische nevenreacties zijn onder meer de ontleding van elektrolyten en zelfontlading van de batterij.De bij dit proces gegenereerde nevenreactiewarmte is Qs.Omdat elke batterij onvermijdelijk weerstand zal hebben, wordt bovendien Joule-warmte Qj gegenereerd wanneer de stroom passeert.Daarom is de totale warmte van een batterij de som van de warmte van de volgende aspecten: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Afhankelijk van het specifieke laad- (ontlaad)proces zijn de belangrijkste factoren die ervoor zorgen dat de batterij warmte genereert ook verschillend.Wanneer de batterij bijvoorbeeld normaal is opgeladen, is Qr de dominante factor;en in de latere fase van het opladen van de batterij beginnen er, als gevolg van de ontbinding van de elektrolyt, nevenreacties op te treden (reactiewarmte aan de zijkant is Qs), wanneer de batterij bijna volledig is opgeladen en overladen. Wat voornamelijk gebeurt is de ontleding van de elektrolyt, waarbij Qs domineert .De Joule-warmte Qj is afhankelijk van de stroom en weerstand.De veelgebruikte oplaadmethode wordt uitgevoerd onder constante stroom, en Qj is op dit moment een specifieke waarde.Tijdens het starten en accelereren is de stroom echter relatief hoog.Voor HEV komt dit overeen met een stroomsterkte van tientallen ampères tot honderden ampères.Op dit moment is de Joule-warmte Qj erg groot en wordt deze de belangrijkste bron van warmteafgifte door de batterij.
Vanuit het perspectief van de beheersbaarheid van thermisch beheer kunnen thermische managementsystemen in twee typen worden verdeeld: actief en passief.Vanuit het perspectief van het warmteoverdrachtsmedium kunnen thermische beheersystemen worden onderverdeeld in: luchtgekoelde, vloeistofgekoelde en faseveranderingsthermische opslag.
Thermisch beheer met lucht als warmteoverdrachtsmedium
Het warmteoverdrachtsmedium heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties en kosten van het thermische beheersysteem.Het gebruik van lucht als warmteoverdrachtsmedium is om de lucht direct in te voeren, zodat deze door de batterijmodule stroomt om het doel van warmteafvoer te bereiken.Over het algemeen zijn ventilatoren, inlaat- en uitlaatventilatie en andere componenten vereist.
Afhankelijk van de verschillende bronnen van luchtinlaat zijn er over het algemeen de volgende vormen:
1 Passieve koeling met buitenluchtventilatie
2. Passieve koeling/verwarming voor luchtventilatie in het passagierscompartiment
3. Actieve koeling/verwarming van de buitenlucht of de lucht in het passagierscompartiment
De passieve systeemstructuur is relatief eenvoudig en maakt direct gebruik van de bestaande omgeving.Als de accu bijvoorbeeld in de winter moet worden verwarmd, kan de warme omgeving in het passagierscompartiment worden gebruikt om lucht in te ademen.Als de temperatuur van de accu tijdens het rijden te hoog is en de koelende werking van de lucht in het passagierscompartiment niet goed is, kan koude lucht van buiten worden ingeademd om af te koelen.
Voor het actieve systeem moet een afzonderlijk systeem worden opgezet dat verwarmings- of koelfuncties biedt en onafhankelijk kan worden geregeld op basis van de batterijstatus, wat ook het energieverbruik en de kosten van het voertuig verhoogt.De keuze voor verschillende systemen hangt vooral af van de gebruikseisen van de accu.
Thermisch beheer met vloeistof als warmteoverdrachtsmedium
Voor warmteoverdracht met vloeistof als medium is het noodzakelijk om een warmteoverdrachtscommunicatie tot stand te brengen tussen de module en het vloeibare medium, zoals een watermantel, om indirecte verwarming en koeling in de vorm van convectie en warmtegeleiding uit te voeren.Het warmteoverdrachtsmedium kan water, ethyleenglycol of zelfs koelmiddel zijn.Er is ook directe warmteoverdracht door het poolstuk onder te dompelen in de vloeistof van het diëlektricum, maar er moeten isolatiemaatregelen worden genomen om kortsluiting te voorkomen.
Passieve vloeistofkoeling maakt over het algemeen gebruik van warmte-uitwisseling tussen vloeistof en omgevingslucht en introduceert vervolgens cocons in de batterij voor secundaire warmte-uitwisseling, terwijl actieve koeling gebruik maakt van motorkoelvloeistof-vloeistof medium-warmtewisselaars, of elektrische verwarming / thermische olieverwarming om primaire koeling te bereiken.Verwarming, primaire koeling met passagierscabinelucht/airconditioning koelmiddel-vloeistofmedium.
Het thermische beheersysteem met lucht en vloeistof als medium vereist ventilatoren, waterpompen, warmtewisselaars, verwarmingselementen (PTC-luchtverwarmer), pijpleidingen en andere accessoires om de structuur te groot en complex te maken, en verbruiken ook batterij-energie, array De vermogensdichtheid en energiedichtheid van de batterij worden verlaagd.
(PTC-koelvloeistofverwarming) Het watergekoelde accukoelsysteem gebruikt koelvloeistof (50% water/50% ethyleenglycol) om warmte van de accu over te dragen naar het koelsysteem van de airconditioning via de accukoeler, en vervolgens naar de omgeving via de condensor.De geïmporteerde watertemperatuur is gemakkelijk te bereiken op een lagere temperatuur na warmte-uitwisseling door de batterijkoeler, en de batterij kan worden aangepast om te werken op het beste werktemperatuurbereik;het systeemprincipe wordt weergegeven in de figuur.De belangrijkste componenten van het koelsysteem zijn onder meer: condensor, elektrische compressor, verdamper, expansieklep met afsluiter, batterijkoeler (expansieklep met afsluiter) en airconditioningleidingen, enz.;koelwatercircuit omvat:elektrische waterpomp, accu (inclusief koelplaten), accukoelers, waterleidingen, expansievaten en overige accessoires.
Posttijd: 13 juli 2023
