1. Yeni enerji araçları için lityum pillerin özellikleri
Lityum piller, düşük kendi kendine deşarj oranı, yüksek enerji yoğunluğu, yüksek çevrim süreleri ve kullanım sırasında yüksek çalışma verimliliği gibi avantajlara sahiptir. Yeni enerji için ana güç kaynağı olarak lityum pillerin kullanılması, iyi bir güç kaynağı elde etmekle eşdeğerdir. Bu nedenle, yeni enerji araçlarının ana bileşenlerinin bileşiminde, lityum pil hücresiyle ilgili lityum pil paketi, en önemli çekirdek bileşeni ve güç sağlayan temel parça haline gelmiştir. Lityum pillerin çalışma sürecinde, çevresel koşullar için belirli gereksinimler vardır. Deneysel sonuçlara göre, optimum çalışma sıcaklığı 20°C ile 40°C arasında tutulmalıdır. Pilin etrafındaki sıcaklık belirtilen sınırı aştığında, lityum pilin performansı büyük ölçüde azalacak ve kullanım ömrü önemli ölçüde kısalacaktır. Lityum pilin etrafındaki sıcaklık çok düşük olduğunda, nihai deşarj kapasitesi ve deşarj voltajı önceden belirlenmiş standarttan sapacak ve keskin bir düşüş yaşanacaktır.
Ortam sıcaklığı çok yüksekse, lityum pilin termal kaçış olasılığı büyük ölçüde artar ve iç ısı belirli bir noktada toplanarak ciddi ısı birikimi sorunlarına yol açar. Bu ısının düzgün bir şekilde dışarı atılamaması ve lityum pilin çalışma süresinin uzaması durumunda, pil patlamaya yatkın hale gelir. Bu güvenlik tehlikesi kişisel güvenliğe büyük bir tehdit oluşturduğundan, lityum piller çalışırken genel ekipmanın güvenlik performansını artırmak için elektromanyetik soğutma cihazlarına ihtiyaç duyar. Görüldüğü gibi, araştırmacılar lityum pillerin sıcaklığını kontrol ederken, ısıyı dışarı atmak ve lityum pillerin optimum çalışma sıcaklığını kontrol etmek için harici cihazları rasyonel bir şekilde kullanmalıdırlar. Sıcaklık kontrolü ilgili standartlara ulaştıktan sonra, yeni enerji araçlarının güvenli sürüş hedefi neredeyse hiç tehdit altında kalmayacaktır.
2. Yeni enerji araçlarının lityum pillerinin ısı üretme mekanizması
Bu bataryalar güç kaynağı olarak kullanılabilse de, gerçek uygulamada aralarındaki farklar daha belirgindir. Bazı bataryaların daha büyük dezavantajları vardır, bu nedenle yeni enerji araç üreticileri dikkatli seçim yapmalıdır. Örneğin, kurşun-asit batarya orta kademe için yeterli güç sağlasa da, çalışması sırasında çevreye büyük zarar verir ve bu zarar daha sonra telafi edilemez hale gelir. Bu nedenle, ekolojik güvenliği korumak amacıyla ülke, kurşun-asit bataryaları yasaklı listesine almıştır. Geliştirme döneminde, nikel-metal hidrit bataryalar iyi fırsatlar elde etmiş, geliştirme teknolojisi giderek olgunlaşmış ve uygulama alanı da genişlemiştir. Bununla birlikte, lityum bataryalarla karşılaştırıldığında dezavantajları biraz daha belirgindir. Örneğin, sıradan batarya üreticilerinin nikel-metal hidrit bataryaların üretim maliyetini kontrol etmesi zordur. Sonuç olarak, piyasadaki nikel-hidrojen bataryaların fiyatı yüksek kalmıştır. Maliyet performansını hedefleyen bazı yeni enerji araç markaları, bunları otomobil parçası olarak kullanmayı pek düşünmezler. Daha da önemlisi, Ni-MH piller lityum pillere göre ortam sıcaklığına çok daha duyarlıdır ve yüksek sıcaklıklar nedeniyle alev alma olasılıkları daha yüksektir. Yapılan birçok karşılaştırmanın ardından lityum piller öne çıkmış ve yeni enerji araçlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Lityum pillerin yeni enerji araçlarına güç sağlayabilmesinin nedeni, pozitif ve negatif elektrotlarında aktif malzemeler bulunmasıdır. Malzemelerin sürekli olarak yerleştirilmesi ve çıkarılması işlemi sırasında büyük miktarda elektrik enerjisi elde edilir ve daha sonra enerji dönüşümü prensibine göre elektrik enerjisi ve kinetik enerji birbirine dönüştürülerek yeni enerji araçlarına güçlü bir güç sağlanır ve böylece araçlarla birlikte hareket etme amacı gerçekleştirilir. Aynı zamanda, lityum pil hücresi kimyasal bir reaksiyona girdiğinde, ısıyı emme ve salma işlevi görerek enerji dönüşümünü tamamlar. Ek olarak, lityum atomu statik değildir, elektrolit ve diyafram arasında sürekli hareket edebilir ve polarizasyon iç direnci vardır.
Şimdi, ısı da uygun şekilde dışarı atılacak. Ancak, yeni enerji araçlarındaki lityum pilin etrafındaki sıcaklık çok yüksek olup, pozitif ve negatif ayırıcıların kolayca bozulmasına yol açabilir. Ayrıca, yeni enerji lityum pilinin yapısı birden fazla pil paketinden oluşmaktadır. Tüm pil paketlerinin ürettiği ısı, tek bir pilin ürettiği ısıdan çok daha fazladır. Sıcaklık önceden belirlenmiş bir değeri aştığında, pil patlamaya son derece yatkın hale gelir.
3. Batarya termal yönetim sisteminin temel teknolojileri
Yeni enerji araçlarının batarya yönetim sistemine hem yurt içinde hem de yurt dışında büyük önem verilmiş, bir dizi araştırma başlatılmış ve birçok sonuç elde edilmiştir. Bu makale, yeni enerji araçlarının batarya termal yönetim sisteminde kalan batarya gücünün doğru değerlendirilmesi, batarya denge yönetimi ve uygulanan temel teknolojilere odaklanacaktır.termal yönetim sistemi.
3.1 Batarya termal yönetim sistemi artık güç değerlendirme yöntemi
Araştırmacılar, SOC değerlendirmesine büyük enerji ve titiz çalışmalar yatırmış, özellikle amper-saat integral yöntemi, doğrusal model yöntemi, sinir ağı yöntemi ve Kalman filtre yöntemi gibi bilimsel veri algoritmalarını kullanarak çok sayıda simülasyon deneyi yapmışlardır. Ancak, bu yöntemin uygulanması sırasında sıklıkla hesaplama hataları meydana gelmektedir. Hata zamanında düzeltilmezse, hesaplama sonuçları arasındaki fark giderek büyüyecektir. Bu kusuru gidermek için araştırmacılar genellikle Anshi değerlendirme yöntemini diğer yöntemlerle birleştirerek birbirlerini doğrulamaya çalışırlar ve böylece en doğru sonuçları elde ederler. Doğru verilerle araştırmacılar, bataryanın deşarj akımını doğru bir şekilde tahmin edebilirler.
3.2 Batarya termal yönetim sisteminin dengeli yönetimi
Akü termal yönetim sisteminin denge yönetimi, esas olarak güç aküsünün her bir bölümünün voltajını ve gücünü koordine etmek için kullanılır. Farklı bölümlerde farklı aküler kullanıldıktan sonra, güç ve voltaj farklı olacaktır. Bu durumda, ikisi arasındaki farkı ortadan kaldırmak için denge yönetimi kullanılmalıdır. Tutarsızlık. Şu anda en yaygın kullanılan denge yönetimi tekniği budur.
Esasen iki türe ayrılır: pasif eşitleme ve aktif eşitleme. Uygulama açısından bakıldığında, bu iki eşitleme yönteminin kullandığı uygulama prensipleri oldukça farklıdır.
(1) Pasif dengeleme. Pasif dengeleme prensibi, tek bir pil dizisinin voltaj verilerine dayanarak, pil gücü ve voltaj arasındaki orantılı ilişkiyi kullanır ve ikisinin dönüşümü genellikle direnç deşarjı yoluyla gerçekleştirilir: yüksek güçlü bir pilin enerjisi, direnç ısıtması yoluyla ısı üretir, ardından enerji kaybı amacına ulaşmak için hava yoluyla dağılır. Bununla birlikte, bu dengeleme yöntemi pil kullanım verimliliğini artırmaz. Ayrıca, ısı dağılımı düzensiz ise, aşırı ısınma sorunu nedeniyle pil termal yönetim görevini tamamlayamayacaktır.
(2) Aktif dengeleme. Aktif dengeleme, pasif dengelemenin dezavantajlarını telafi eden, pasif dengelemenin geliştirilmiş bir ürünüdür. Gerçekleştirme prensibi açısından, aktif dengeleme prensibi pasif dengeleme prensibine atıfta bulunmaz, tamamen farklı yeni bir kavram benimser: aktif dengeleme, pilin elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürmez ve dağıtmaz, böylece yüksek enerjili pilden düşük enerjili pile enerji aktarılır. Dahası, bu tür bir aktarım enerji koruma yasasını ihlal etmez ve düşük kayıp, yüksek kullanım verimliliği ve hızlı sonuçlar gibi avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, dengeleme yönetiminin bileşim yapısı nispeten karmaşıktır. Dengeleme noktası düzgün bir şekilde kontrol edilmezse, aşırı boyutu nedeniyle güç pil paketine geri dönüşü olmayan hasar verebilir. Özetle, hem aktif dengeleme yönetimi hem de pasif dengeleme yönetiminin dezavantajları ve avantajları vardır. Belirli uygulamalarda, araştırmacılar lityum pil paketlerinin kapasitesine ve dizi sayısına göre seçim yapabilirler. Düşük kapasiteli, az sayıda lityum pil paketleri pasif dengeleme yönetimi için uygundur; yüksek kapasiteli, çok sayıda lityum pil paketleri ise aktif dengeleme yönetimi için uygundur.
3.3 Batarya termal yönetim sisteminde kullanılan başlıca teknolojiler
(1) Pilin optimum çalışma sıcaklığı aralığını belirleyin. Termal yönetim sistemi esas olarak pilin etrafındaki sıcaklığı koordine etmek için kullanılır; bu nedenle termal yönetim sisteminin uygulama etkisini sağlamak için araştırmacılar tarafından geliştirilen temel teknoloji esas olarak pilin çalışma sıcaklığını belirlemek için kullanılır. Pil sıcaklığı uygun bir aralıkta tutulduğu sürece, lityum pil her zaman en iyi çalışma koşullarında olabilir ve yeni enerji araçlarının çalışması için yeterli güç sağlayabilir. Bu şekilde, yeni enerji araçlarının lityum pil performansı her zaman mükemmel durumda olabilir.
(2) Pil termal aralığının hesaplanması ve sıcaklık tahmini. Bu teknoloji, çok sayıda matematiksel model hesaplamasını içerir. Bilim insanları, pil içindeki sıcaklık farkını elde etmek için ilgili hesaplama yöntemlerini kullanır ve bunu pilin olası termal davranışını tahmin etmek için temel olarak kullanırlar.
(3) Isı transfer ortamının seçimi. Termal yönetim sisteminin üstün performansı, ısı transfer ortamının seçimine bağlıdır. Günümüzdeki yeni enerji araçlarının çoğu soğutma ortamı olarak hava/soğutucu kullanmaktadır. Bu soğutma yöntemi kullanımı kolaydır, üretim maliyeti düşüktür ve pil ısısının dağıtılması amacına iyi bir şekilde ulaşabilir.PTC Hava Isıtıcısı/PTC Soğutma Suyu Isıtıcısı)
(4) Paralel havalandırma ve ısı dağıtım yapısı tasarımını benimseyin. Lityum pil paketleri arasındaki havalandırma ve ısı dağıtım tasarımı, hava akışını genişleterek pil paketleri arasında eşit şekilde dağıtılmasını sağlar ve böylece pil modülleri arasındaki sıcaklık farkını etkili bir şekilde çözer.
(5) Fan ve sıcaklık ölçüm noktası seçimi. Bu modülde araştırmacılar, teorik hesaplamalar yapmak için çok sayıda deney kullandılar ve ardından fan güç tüketimi değerlerini elde etmek için akışkan mekaniği yöntemlerini kullandılar. Daha sonra araştırmacılar, pil sıcaklığı verilerini doğru bir şekilde elde etmek için en uygun sıcaklık ölçüm noktasını bulmak üzere sonlu elemanlar yöntemini kullanacaklardır.
Yayın tarihi: 10 Eylül 2024
