Akkumulátor hőkezelése
Az akkumulátor működési folyamata során a hőmérséklet nagyban befolyásolja a teljesítményét. Ha a hőmérséklet túl alacsony, az az akkumulátor kapacitásának és teljesítményének hirtelen csökkenését, sőt akár az akkumulátor rövidzárlatát is okozhatja. Az akkumulátor hőkezelésének fontossága egyre hangsúlyosabb, mivel a túl magas hőmérséklet az akkumulátor bomlását, korrodálódását, kigyulladását vagy akár felrobbanását okozhatja. Az akkumulátor üzemi hőmérséklete kulcsfontosságú tényező a teljesítmény, a biztonság és az akkumulátor élettartamának meghatározásában. Teljesítmény szempontjából a túl alacsony hőmérséklet az akkumulátor aktivitásának csökkenéséhez vezet, ami a töltési és kisütési teljesítmény csökkenését, valamint az akkumulátor kapacitásának hirtelen csökkenését eredményezi. Az összehasonlítás azt mutatta, hogy amikor a hőmérséklet 10°C-ra csökkent, az akkumulátor kisütési kapacitása a normál hőmérsékleti érték 93%-a volt; azonban amikor a hőmérséklet -20°C-ra csökkent, az akkumulátor kisütési kapacitása a normál hőmérsékleti értéknek csak 43%-a volt.
Li Junqiu és mások kutatásai szerint biztonsági szempontból a túl magas hőmérséklet felgyorsítja az akkumulátor mellékreakcióit. 60 °C körüli hőmérsékleten az akkumulátor belső anyagai/hatóanyagai lebomlanak, majd „hőmegfutás” következik be, ami a hőmérséklet hirtelen emelkedését okozza, akár 400–1000 ℃-ig, ami tüzet és robbanást okozhat. Túl alacsony hőmérséklet esetén az akkumulátor töltési sebességét alacsonyabb szinten kell tartani, különben az akkumulátor lítium bomlásához és belső rövidzárlathoz vezethet, ami tüzet okozhat.
Az akkumulátor élettartamának szempontjából a hőmérséklet hatása az akkumulátor élettartamára nem hagyható figyelmen kívül. Az alacsony hőmérsékleten töltésnek kitett akkumulátorokban a lítium lerakódása az akkumulátor ciklusidejének gyors, akár több tucatszoros csökkenését okozza, a magas hőmérséklet pedig nagymértékben befolyásolja az akkumulátor naptári élettartamát és ciklusidejét. A kutatás kimutatta, hogy 23 ℃-os hőmérsékleten az akkumulátor naptári élettartama 80%-os fennmaradó kapacitással körülbelül 6238 nap, de 35 ℃-ra emelkedve az élettartam körülbelül 1790 nap, 55 ℃-ra emelkedve pedig körülbelül 6238 nap, mindössze 272 nap.
Jelenleg a költségek és a technikai korlátok miatt az akkumulátor hőkezelése (BTMS) a vezetőképes közegek használatában nem egységes, és három fő technikai útra osztható: levegőhűtés (aktív és passzív), folyadékhűtés és fázisváltó anyagok (PCM). A levegőhűtés viszonylag egyszerű, nincs szivárgásveszélye, és gazdaságos. Alkalmas LFP akkumulátorok és kisautó-mezők kezdeti fejlesztésére. A folyadékhűtés hatása jobb, mint a levegőhűtésé, és a költsége is magasabb. A levegővel összehasonlítva a folyékony hűtőközeg nagy fajhővel és magas hőátadási együtthatóval rendelkezik, ami hatékonyan pótolja az alacsony levegőhűtési hatékonyság technikai hiányosságát. Ez a személygépkocsik jelenlegi fő optimalizálási terve. Zhang Fubin kutatásában rámutatott, hogy a folyadékhűtés előnye a gyors hőelvezetés, amely biztosítja az akkumulátorcsomag egyenletes hőmérsékletét, és alkalmas nagy hőtermelésű akkumulátorcsomagokhoz; a hátrányok a magas költségek, a szigorú csomagolási követelmények, a folyadékszivárgás veszélye és az összetett szerkezet. A fázisváltó anyagok hőcsere-hatékonysággal és költségelőnnyel, valamint alacsony karbantartási költségekkel rendelkeznek. A jelenlegi technológia még laboratóriumi stádiumban van. A fázisváltó anyagok hőkezelési technológiája még nem teljesen kiforrott, és a jövőben ez az akkumulátorok hőkezelésének legpotenciálisabb fejlesztési iránya.
Összességében a folyadékhűtés a jelenlegi fő technológiai út, főként a következők miatt:
(1) Egyrészt a jelenlegi, nagy nikkeltartalmú háromkomponensű akkumulátorok rosszabb hőstabilitással rendelkeznek, mint a lítium-vas-foszfát akkumulátorok, alacsonyabb a hőmegfutási hőmérsékletük (bomlási hőmérsékletük 750 °C lítium-vas-foszfát, 300 °C háromkomponensű lítium akkumulátorok esetén), és nagyobb a hőtermelésük. Másrészt az új lítium-vas-foszfát alkalmazási technológiák, mint például a BYD pengeakkumulátora és a Ningde-korszakbeli CTP, kiküszöbölik a modulokat, javítják a helykihasználást és az energiasűrűséget, és tovább elősegítik az akkumulátorok hőkezelésének áttérését a léghűtéses technológiáról a folyadékhűtéses technológiára.
(2) A támogatások csökkentésére vonatkozó iránymutatások és a fogyasztók hatótávolsággal kapcsolatos aggodalmai hatására az elektromos járművek hatótávolsága folyamatosan növekszik, és az akkumulátorok energiasűrűségére vonatkozó követelmények is egyre magasabbak. Megnőtt az igény a nagyobb hőátadási hatékonyságú folyadékhűtési technológiákra.
(3) A modellek a közép- és felsőkategóriás modellek irányába fejlődnek, megfelelő költségkerettel, a kényelemre való törekvéssel, alacsony alkatrész-hibatűréssel és nagy teljesítménnyel, és a folyadékhűtéses megoldás jobban megfelel a követelményeknek.
Függetlenül attól, hogy hagyományos autóról vagy új energiájú járműről van szó, a fogyasztók egyre nagyobb igényt tartanak a kényelemre, és a pilótafülke hőmérséklet-szabályozási technológiája különösen fontossá vált. A hűtési módszerek tekintetében a hagyományos kompresszorok helyett elektromos kompresszorokat használnak hűtésre, és az akkumulátorokat általában a légkondicionáló hűtőrendszerekhez csatlakoztatják. A hagyományos járművek főként a ferdetárcsás típust alkalmazzák, míg az új energiájú járművek főként az örvénytípust. Ez a módszer nagy hatásfokú, könnyű, alacsony zajszintű, és nagymértékben kompatibilis az elektromos hajtásenergiával. Ezenkívül a szerkezet egyszerű, a működés stabil, és a térfogati hatásfok 60%-kal magasabb, mint a ferdetárcsás típusé. %. A fűtési módszer tekintetében a PTC fűtés (PTC légfűtő/PTC hűtőfolyadék-fűtő) szükség van rá, és az elektromos járműveknek nincsenek költségmentes hőforrásaik (például a belső égésű motor hűtőfolyadéka)
Közzététel ideje: 2023. július 7.
