Система терморегулирования в электромобилях не только обеспечивает комфортные условия вождения для водителя, но и контролирует температуру, влажность, температуру подаваемого воздуха и другие параметры внутреннего пространства. В основном она регулирует температуру аккумуляторной батареи. Контроль температуры аккумуляторной батареи необходим для обеспечения безопасности электромобиля и является важным условием эффективной и безопасной эксплуатации автомобиля.
Существует множество методов охлаждения силовых батарей, которые можно разделить на воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение, охлаждение с помощью радиатора, охлаждение с помощью материалов с фазовым переходом и охлаждение с помощью тепловых трубок.
Слишком высокая или слишком низкая температура повлияет на работу литий-ионных батарей, но разные температуры по-разному влияют на внутреннюю структуру батареи и химические реакции ионов.
При низких температурах ионная проводимость электролита во время заряда и разряда низка, а импедансы на границе раздела положительный электрод/электролит и отрицательный электрод/электролит высоки, что влияет на импеданс переноса заряда на поверхностях положительного и отрицательного электродов и скорость диффузии ионов лития в отрицательном электроде, в конечном итоге влияя на ключевые показатели, такие как скорость разряда батареи и эффективность заряда и разряда. При низких температурах часть растворителя в электролите батареи затвердевает, что затрудняет миграцию ионов лития. По мере снижения температуры импеданс электрохимической реакции соли электролита продолжает увеличиваться, а константа диссоциации его ионов также продолжает уменьшаться. Эти факторы серьезно влияют на скорость движения ионов в электролите, снижая скорость электрохимической реакции; а во время процесса зарядки батареи при низкой температуре затруднение миграции ионов лития приводит к восстановлению ионов лития до металлических дендритов лития, что вызывает разложение электролита и увеличение концентрационной поляризации. Кроме того, острые углы этого литиевого металлического дендрита могут легко пробить внутренний сепаратор батареи, вызывая короткое замыкание внутри батареи и приводя к аварии.
Высокая температура не вызывает затвердевания электролитного растворителя и не снижает скорость диффузии ионов электролитной соли; напротив, высокая температура повышает электрохимическую активность материала, увеличивает скорость диффузии ионов и ускоряет миграцию ионов лития, поэтому в некотором смысле высокие температуры способствуют улучшению характеристик заряда и разряда литий-ионных батарей. Однако, когда температура слишком высока, она ускоряет реакцию разложения пленки SEI, реакцию между углеродом, содержащим литий, и электролитом, реакцию между углеродом, содержащим литий, и клеем, реакцию разложения электролита и реакцию разложения катодного материала, что серьезно влияет на срок службы и эксплуатационные характеристики батареи. Практически все вышеперечисленные реакции необратимы. При ускорении скорости реакции материалы, доступные для обратимых электрохимических реакций внутри батареи, быстро восстанавливаются, что приводит к снижению производительности батареи за короткий период времени. Когда температура батареи продолжает повышаться выше безопасной температуры, внутри батареи самопроизвольно происходит реакция разложения электролита и электродов, что приводит к выделению большого количества тепла за очень короткий промежуток времени, то есть к тепловому повреждению батареи, которое может привести к ее полному разрушению. В небольшом пространстве батарейного отсека тепло плохо рассеивается и быстро накапливается за короткий период времени. Это с большой вероятностью может привести к быстрому распространению теплового повреждения батареи, вызывая задымление, самовозгорание или даже взрыв батарейного блока.
Стратегия управления температурным режимом в полностью электрических транспортных средствах следующая: Процесс холодного запуска аккумуляторной батареи: перед запуском электромобиля,БМСПроверяет температуру аккумуляторного модуля и сравнивает среднее значение температуры датчика с целевой температурой. Если средняя температура текущего аккумуляторного модуля выше целевой температуры, электромобиль может нормально запуститься; если среднее значение температуры датчика ниже целевой температуры,Обогреватель PTC EVДля запуска системы предварительного подогрева необходимо включить соответствующий датчик. В процессе подогрева система управления батареей (BMS) постоянно контролирует температуру батареи. По мере повышения температуры батареи во время работы системы предварительного подогрева, когда средняя температура датчика достигает заданного значения, система предварительного подогрева прекращает работу.
Дата публикации: 09 мая 2024 г.
