Одной из ключевых технологий транспортных средств на новой энергии являются аккумуляторные батареи.Качество аккумуляторов определяет стоимость электромобилей, с одной стороны, и запас хода электромобилей, с другой.Ключевой фактор для принятия и быстрого внедрения.
В соответствии с характеристиками использования, требованиями и областями применения силовых батарей, типы исследований и разработок силовых батарей в стране и за рубежом примерно следующие: свинцово-кислотные батареи, никель-кадмиевые батареи, никель-металлогидридные батареи, литий-ионные батареи, топливные элементы и др., среди которых наибольшее внимание уделяется разработке литий-ионных аккумуляторов.
Поведение тепловыделения силовой батареи
Источник тепла, скорость тепловыделения, теплоемкость батареи и другие параметры модуля силовой батареи тесно связаны с природой батареи.Тепло, выделяемое батареей, зависит от химической, механической и электрической природы и характеристик батареи, особенно от характера электрохимической реакции.Тепловая энергия, выделяемая при реакции батареи, может быть выражена теплотой реакции батареи Qr;электрохимическая поляризация вызывает отклонение фактического напряжения батареи от ее равновесной электродвижущей силы, а потери энергии, вызванные поляризацией батареи, выражаются Qp.Помимо реакции аккумулятора, протекающей по уравнению реакции, существуют еще и некоторые побочные реакции.Типичные побочные реакции включают разложение электролита и саморазряд аккумулятора.Теплота побочной реакции, выделяемая в этом процессе, равна Qs.Кроме того, поскольку любая батарея неизбежно имеет сопротивление, при прохождении тока будет выделяться джоулево тепло Qj.Следовательно, общее тепло батареи представляет собой сумму тепла следующих аспектов: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
В зависимости от конкретного процесса зарядки (разрядки) различаются и основные факторы, вызывающие выделение тепла аккумулятором.Например, когда аккумулятор нормально заряжен, Qr является доминирующим фактором;а на более поздней стадии зарядки аккумулятора из-за разложения электролита начинают происходить побочные реакции (теплота побочной реакции - Qs), когда аккумулятор почти полностью заряжен и перезаряжен. В основном происходит разложение электролита, где доминирует Qs. .Джоулево тепло Qj зависит от силы тока и сопротивления.Обычно используемый метод зарядки осуществляется при постоянном токе, и Qj в настоящее время представляет собой определенное значение.Однако во время запуска и разгона ток относительно высок.Для HEV это эквивалентно току от десятков до сотен ампер.В это время Джоулево тепло Qj очень велико и становится основным источником тепловыделения аккумулятора.
С точки зрения управляемости терморегулированием, системы терморегулирования(ХВХ) можно разделить на два типа: активные и пассивные.С точки зрения теплоносителя системы терморегулирования можно разделить на: с воздушным охлаждением(ПТК Воздушный Нагреватель), с жидкостным охлаждением(PTC Нагреватель охлаждающей жидкости) и тепловой аккумулятор с фазовым переходом.
Для передачи тепла с охлаждающей жидкостью (PTC Coolant Heater) в качестве среды необходимо установить теплообменную связь между модулем и жидкой средой, например водяную рубашку, для проведения косвенного нагрева и охлаждения в виде конвекции и тепла. проводимость.Теплоносителем может быть вода, этиленгликоль или даже хладагент.Существует также прямая передача тепла путем погружения полюсного наконечника в жидкость диэлектрика, но необходимо принять меры по изоляции, чтобы избежать короткого замыкания.
Пассивное охлаждение охлаждающей жидкости обычно использует теплообмен жидкость-окружающий воздух, а затем вводит коконы в батарею для вторичного теплообмена, в то время как активное охлаждение использует теплообменники охлаждающая жидкость двигателя-жидкая среда или электрический нагрев PTC/нагрев термомасла для достижения первичного охлаждения.Отопление, первичное охлаждение с помощью кондиционера пассажирской кабины/кондиционера с жидким хладагентом.
Для систем терморегулирования, в которых в качестве среды используется воздух и жидкость, конструкция слишком велика и сложна из-за необходимости использования вентиляторов, водяных насосов, теплообменников, нагревателей, трубопроводов и других аксессуаров, а также потребляет энергию аккумулятора и снижает мощность аккумулятора. .плотность и плотность энергии.
В системе охлаждения аккумулятора с водяным охлаждением используется охлаждающая жидкость (50 % воды/50 % этиленгликоля) для передачи тепла аккумулятора в систему хладагента системы кондиционирования воздуха через охладитель аккумулятора, а затем в окружающую среду через конденсатор.Температура воды на входе в батарею охлаждается батареей. После теплообмена легко достичь более низкой температуры, а батарею можно настроить для работы в наилучшем рабочем диапазоне температур;принцип системы показан на рисунке.К основным компонентам системы хладагента относятся: конденсатор, электрический компрессор, испаритель, расширительный клапан с запорным клапаном, охладитель аккумулятора (расширительный клапан с запорным клапаном), трубы кондиционирования и т. д.;Контур охлаждающей воды включает в себя: электрический водяной насос, батарею (включая охлаждающие пластины), охладители батареи, водопроводные трубы, расширительные баки и другие аксессуары.
Время публикации: 27 апреля 2023 г.
