1. Az új energiahordozókkal működő járművek lítium akkumulátorainak jellemzői
A lítium akkumulátorok fő előnyei az alacsony önkisülési sebesség, a magas energiasűrűség, a magas ciklusidő és a magas működési hatásfok használat közben. A lítium akkumulátorok használata az új energia fő energiaforrásaként egyenértékű a jó áramforrás megszerzésével. Ezért az új energiahordozók fő alkotóelemeinek összetételében a lítium akkumulátorcsomag a lítium akkumulátorcellához kapcsolódó legfontosabb központi elemmé és az energiát biztosító központi részévé vált. A lítium akkumulátorok működési folyamata során bizonyos követelményeknek kell megfelelni a környezettel szemben. A kísérleti eredmények szerint az optimális üzemi hőmérsékletet 20°C és 40°C között tartják. Amint az akkumulátor körüli hőmérséklet meghaladja a megadott határértéket, a lítium akkumulátor teljesítménye jelentősen csökken, és az élettartama is jelentősen csökken. Mivel a lítium akkumulátor körüli hőmérséklet túl alacsony, a végső kisülési kapacitás és a kisülési feszültség eltér az előre beállított szabványtól, és hirtelen csökken.
Ha a környezeti hőmérséklet túl magas, a lítium akkumulátor hőmegfutásának valószínűsége jelentősen megnő, és a belső hő egy adott helyen gyűlik össze, ami komoly hőfelhalmozódási problémákat okoz. Ha a hőnek ez a része nem tud zökkenőmentesen elvezetni, a lítium akkumulátor hosszabb üzemideje mellett az akkumulátor robbanásveszélyes. Ez a biztonsági kockázat nagy veszélyt jelent a személyes biztonságra, ezért a lítium akkumulátoroknak elektromágneses hűtőberendezésekre kell támaszkodniuk a teljes berendezés biztonsági teljesítményének javítása érdekében működés közben. Látható, hogy amikor a kutatók szabályozzák a lítium akkumulátorok hőmérsékletét, ésszerűen külső eszközöket kell használniuk a hő eltávolítására és a lítium akkumulátorok optimális üzemi hőmérsékletének szabályozására. Miután a hőmérséklet-szabályozás eléri a megfelelő szabványokat, az új energiahordozók biztonságos vezetési célját alig fenyegeti veszély.
2. Az új energiahordozós lítium akkumulátor hőtermelő mechanizmusa
Bár ezek az akkumulátorok energiaellátó eszközként is használhatók, a tényleges alkalmazás során a különbségek közöttük nyilvánvalóbbak. Egyes akkumulátoroknak nagyobb hátrányaik vannak, ezért az új energiahordozó-gyártóknak körültekintően kell választaniuk. Például az ólom-savas akkumulátor elegendő energiát biztosít a középső ághoz, de működés közben nagy károkat okoz a környező környezetben, és ez a kár később helyrehozhatatlan lesz. Ezért az ökológiai biztonság védelme érdekében az ország a tiltólistára helyezte az ólom-savas akkumulátorokat. A fejlesztési időszakban a nikkel-metál-hidrid akkumulátorok jó lehetőségeket kaptak, a fejlesztési technológia fokozatosan érett, és az alkalmazási kör is bővült. A lítium akkumulátorokhoz képest azonban a hátrányai kissé nyilvánvalóbbak. Például a hagyományos akkumulátorgyártók számára nehéz ellenőrizni a nikkel-metál-hidrid akkumulátorok gyártási költségeit. Ennek eredményeként a nikkel-hidrogén akkumulátorok ára a piacon továbbra is magas maradt. Néhány új energiahordozó-márka, amely a költséghatékonyságra törekszik, aligha fogja fontolóra venni autóalkatrészként való használatát. Ami még fontosabb, a Ni-MH akkumulátorok sokkal érzékenyebbek a környezeti hőmérsékletre, mint a lítium akkumulátorok, és nagyobb valószínűséggel gyulladnak ki a magas hőmérséklet miatt. Többszörös összehasonlítások után a lítium akkumulátorok kiemelkednek, és ma már széles körben használják őket az új energiahordozókkal rendelkező járművekben.
A lítium akkumulátorok azért tudnak energiát biztosítani az új energiahordozókkal működő járművek számára, mert pozitív és negatív elektródáik aktív anyagokat tartalmaznak. Az anyagok folyamatos beágyazása és kinyerése során nagy mennyiségű elektromos energiát nyernek, majd az energiaátalakítás elve szerint az elektromos energia és a mozgási energia cseréjének célja, így nagy teljesítményt biztosítva az új energiahordozókkal működő járműveknek, elérheti az autóval való közlekedés célját. Ugyanakkor, amikor a lítium akkumulátorcella kémiai reakción megy keresztül, hőt nyel el és bocsát ki az energiaátalakítás befejezése érdekében. Ezenkívül a lítiumatom nem statikus, folyamatosan mozoghat az elektrolit és a membrán között, és polarizációs belső ellenállás keletkezik.
Most a hő is megfelelően szabadul fel. Az új energiájú járművek lítium akkumulátora körüli hőmérséklet azonban túl magas, ami könnyen a pozitív és negatív elválasztók bomlásához vezethet. Ezenkívül az új energiájú lítium akkumulátor több akkumulátorcsomagból áll. Az összes akkumulátorcsomag által termelt hő messze meghaladja az egyetlen akkumulátor hőjét. Amikor a hőmérséklet meghalad egy előre meghatározott értéket, az akkumulátor rendkívül hajlamos a robbanásra.
3. Az akkumulátor hőkezelő rendszerének főbb technológiái
Az új energiahordozókkal működő járművek akkumulátor-kezelő rendszerére belföldön és külföldön egyaránt nagy figyelmet fordítottak, számos kutatást indítottak, és számos eredményt értek el. Ez a cikk az új energiahordozókkal működő járművek akkumulátorának hőkezelő rendszerének fennmaradó akkumulátorteljesítményének pontos értékelésére, az akkumulátor-egyensúly kezelésére és az alkalmazott kulcsfontosságú technológiákra összpontosít.hőkezelő rendszer.
3.1 Az akkumulátor hőkezelő rendszerének maradék teljesítményértékelési módszere
A kutatók sok energiát és fáradságos munkát fektettek az SOC kiértékelésébe, főként tudományos adatalgoritmusokat, például amperóra-integrál módszert, lineáris modell módszert, neurális hálózati módszert és Kalman-szűrő módszert alkalmazva nagyszámú szimulációs kísérlet elvégzésére. A módszer alkalmazása során azonban gyakran előfordulnak számítási hibák. Ha a hibát nem korrigálják időben, a számítási eredmények közötti eltérés egyre nagyobb lesz. Ennek a hiányosságnak a kiküszöbölése érdekében a kutatók általában az Anshi kiértékelési módszert más módszerekkel kombinálják egymás ellenőrzése érdekében, így a lehető legpontosabb eredményeket kapva. Pontos adatokkal a kutatók pontosan meg tudják becsülni az akkumulátor kisülési áramát.
3.2 Az akkumulátor hőkezelő rendszerének kiegyensúlyozott kezelése
Az akkumulátor hőkezelő rendszerének egyensúlykezelését elsősorban az akkumulátor egyes részeinek feszültségének és teljesítményének összehangolására használják. Miután különböző akkumulátorokat használtak különböző részekben, a teljesítmény és a feszültség eltérő lesz. Ekkor az egyensúlykezelést a kettő közötti különbség kiküszöbölésére kell használni. Az inkonzisztencia. Jelenleg a legszélesebb körben használt egyensúlykezelési technika.
Főként két típusra oszlik: passzív kiegyenlítésre és aktív kiegyenlítésre. Az alkalmazás szempontjából a kétféle kiegyenlítési módszer által alkalmazott megvalósítási elvek meglehetősen eltérőek.
(1) Passzív kiegyenlítés. A passzív kiegyenlítés elve az akkumulátor teljesítménye és feszültsége közötti arányos kapcsolatot használja ki, egyetlen akkumulátorlánc feszültségadatai alapján, és a kettő átalakítását általában ellenállásos kisüléssel érik el: a nagy teljesítményű akkumulátor energiája ellenállásfűtés révén hőt termel, majd a levegőn keresztül eloszlik, elérve az energiaveszteség célját. Ez a kiegyenlítési módszer azonban nem javítja az akkumulátor használatának hatékonyságát. Ezenkívül, ha a hőelvezetés egyenetlen, az akkumulátor a túlmelegedés problémája miatt nem lesz képes elvégezni az akkumulátor hőszabályozásának feladatát.
(2) Aktív egyensúly. Az aktív egyensúly a passzív egyensúly továbbfejlesztett terméke, amely kompenzálja a passzív egyensúly hátrányait. A megvalósítási elv szempontjából az aktív kiegyenlítés elve nem a passzív kiegyenlítés elvére utal, hanem egy teljesen más, új koncepciót alkalmaz: az aktív kiegyenlítés nem alakítja át az akkumulátor elektromos energiáját hőenergiává, hanem elvezeti azt, így a nagy energia átkerül az akkumulátorból az alacsony energiatartalmú akkumulátorba. Ezenkívül ez a fajta átvitel nem sérti az energiamegmaradás törvényét, és az alacsony veszteség, a magas felhasználási hatékonyság és a gyors eredmények előnyeivel jár. Az egyensúlykezelés összetétele azonban viszonylag bonyolult. Ha az egyensúlypontot nem szabályozzák megfelelően, az visszafordíthatatlan károsodást okozhat az akkumulátorcsomagban a túlzott mérete miatt. Összefoglalva, mind az aktív, mind a passzív egyensúlykezelésnek vannak előnyei és hátrányai. Konkrét alkalmazásokban a kutatók a lítium akkumulátorcsomagok kapacitása és száma alapján választhatnak. Az alacsony kapacitású, kis számú lítium akkumulátorcsomagok passzív kiegyenlítés-kezelésre, míg a nagy kapacitású, nagy számú teljesítményű lítium akkumulátorcsomagok aktív kiegyenlítés-kezelésre alkalmasak.
3.3 Az akkumulátor hőkezelő rendszerében használt fő technológiák
(1) Határozza meg az akkumulátor optimális üzemi hőmérséklet-tartományát. A hőkezelő rendszert elsősorban az akkumulátor körüli hőmérséklet koordinálására használják, így a hőkezelő rendszer alkalmazási hatásának biztosítása érdekében a kutatók által kifejlesztett kulcsfontosságú technológiát elsősorban az akkumulátor üzemi hőmérsékletének meghatározására használják. Amíg az akkumulátor hőmérséklete megfelelő tartományon belül marad, a lítium akkumulátor mindig a legjobb üzemállapotban lehet, elegendő energiát biztosítva az új energiahordozókkal működő járművek működéséhez. Ily módon az új energiahordozókkal működő járművek lítium akkumulátorának teljesítménye mindig kiváló állapotban lehet.
(2) Akkumulátor hőmérsékleti tartományának kiszámítása és hőmérséklet-előrejelzés. Ez a technológia nagyszámú matematikai modellszámítást foglal magában. A tudósok megfelelő számítási módszereket használnak az akkumulátoron belüli hőmérséklet-különbség meghatározására, és ezt használják fel az akkumulátor lehetséges hőviselkedésének előrejelzésére.
(3) Hőátadó közeg kiválasztása. A hőkezelő rendszer kiváló teljesítménye a hőátadó közeg megválasztásától függ. A jelenlegi új energiahordozójú járművek többsége levegőt/hűtőfolyadékot használ hűtőközegként. Ez a hűtési módszer egyszerűen kezelhető, alacsony a gyártási költsége, és jól megvalósítja az akkumulátor hőelvezetésének célját.PTC légfűtő/PTC hűtőfolyadék-fűtő)
(4) Párhuzamos szellőztetést és hőelvezetést biztosító szerkezeti kialakítás alkalmazása. A lítium akkumulátorcsomagok közötti szellőztetés és hőelvezetés kiterjesztheti a levegő áramlását, így az egyenletesen oszlik el az akkumulátorcsomagok között, hatékonyan megoldva az akkumulátormodulok közötti hőmérsékletkülönbséget.
(5) Ventilátor és hőmérséklet mérési pont kiválasztása. Ebben a modulban a kutatók nagyszámú kísérletet végeztek elméleti számítások elvégzésére, majd folyadékmechanikai módszereket alkalmaztak a ventilátorok energiafogyasztási értékeinek meghatározására. Ezt követően a kutatók végeselem-módszert használnak a legmegfelelőbb hőmérsékletmérési pont megtalálására az akkumulátor hőmérsékleti adatainak pontos megszerzése érdekében.
Közzététel ideje: 2024. szeptember 10.
