Salah satu teknologi utama kenderaan tenaga baharu ialah bateri kuasa.Kualiti bateri menentukan kos kenderaan elektrik di satu pihak, dan jarak pemanduan kenderaan elektrik di pihak yang lain.Faktor utama untuk penerimaan dan penggunaan pantas.
Mengikut ciri penggunaan, keperluan dan bidang aplikasi bateri kuasa, jenis penyelidikan dan pembangunan bateri kuasa di dalam dan luar negara adalah secara kasar: bateri asid plumbum, bateri nikel-kadmium, bateri hidrida nikel-logam, bateri lithium-ion, sel bahan api, dsb., antaranya pembangunan bateri litium-ion mendapat perhatian yang paling.
Tingkah laku penjanaan haba bateri kuasa
Sumber haba, kadar penjanaan haba, kapasiti haba bateri dan parameter lain berkaitan modul bateri kuasa adalah berkait rapat dengan sifat bateri.Haba yang dikeluarkan oleh bateri bergantung kepada sifat kimia, mekanikal dan elektrikal serta ciri-ciri bateri, terutamanya sifat tindak balas elektrokimia.Tenaga haba yang dijana dalam tindak balas bateri boleh dinyatakan oleh haba tindak balas bateri Qr;polarisasi elektrokimia menyebabkan voltan sebenar bateri menyimpang daripada daya gerak elektrik keseimbangannya, dan kehilangan tenaga yang disebabkan oleh polarisasi bateri dinyatakan oleh Qp.Sebagai tambahan kepada tindak balas bateri yang berjalan mengikut persamaan tindak balas, terdapat juga beberapa tindak balas sampingan.Tindak balas sampingan yang biasa termasuk penguraian elektrolit dan nyahcas sendiri bateri.Haba tindak balas sampingan yang dihasilkan dalam proses ini ialah Qs.Di samping itu, kerana mana-mana bateri pasti akan mempunyai rintangan, haba Joule Qj akan dijana apabila arus berlalu.Oleh itu, jumlah haba bateri ialah jumlah haba bagi aspek berikut: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Bergantung pada proses pengecasan (penyahcasan) tertentu, faktor utama yang menyebabkan bateri menghasilkan haba juga berbeza.Sebagai contoh, apabila bateri biasanya dicas, Qr ialah faktor dominan;dan pada peringkat akhir pengecasan bateri, disebabkan penguraian elektrolit, tindak balas sampingan mula berlaku (haba tindak balas sampingan ialah Qs), apabila bateri hampir dicas sepenuhnya dan dicas berlebihan, Apa yang berlaku terutamanya ialah penguraian elektrolit, di mana Qs menguasai .Haba Joule Qj bergantung kepada arus dan rintangan.Kaedah pengecasan yang biasa digunakan dijalankan di bawah arus malar, dan Qj ialah nilai khusus pada masa ini.Walau bagaimanapun, semasa permulaan dan pecutan, arus agak tinggi.Untuk HEV, ini bersamaan dengan arus berpuluh-puluh ampere hingga ratusan ampere.Pada masa ini, haba Joule Qj adalah sangat besar dan menjadi sumber utama pelepasan haba bateri.
Dari perspektif kebolehkawalan pengurusan haba, sistem pengurusan haba boleh dibahagikan kepada dua jenis: aktif dan pasif.Dari perspektif medium pemindahan haba, sistem pengurusan terma boleh dibahagikan kepada: penyejukan udara, penyejukan cecair, dan storan terma perubahan fasa.
Pengurusan terma dengan udara sebagai medium pemindahan haba
Medium pemindahan haba mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi dan kos sistem pengurusan haba.Penggunaan udara sebagai medium pemindahan haba adalah untuk memperkenalkan udara secara langsung supaya ia mengalir melalui modul bateri untuk mencapai tujuan pelesapan haba.Secara amnya, kipas, pengudaraan masuk dan keluar serta komponen lain diperlukan.
Mengikut sumber pengambilan udara yang berbeza, secara amnya terdapat bentuk berikut:
1 Penyejukan pasif dengan pengudaraan udara luar
2. Penyejukan/pemanasan pasif untuk pengudaraan udara petak penumpang
3. Penyejukan/pemanasan aktif udara luar atau ruang penumpang
Struktur sistem pasif agak mudah dan secara langsung menggunakan persekitaran sedia ada.Sebagai contoh, jika bateri perlu dipanaskan pada musim sejuk, persekitaran panas dalam ruang penumpang boleh digunakan untuk menyedut udara.Jika suhu bateri terlalu tinggi semasa memandu dan kesan penyejukan udara di dalam petak penumpang tidak baik, udara sejuk dari luar boleh disedut untuk menyejukkan.
Untuk sistem aktif, sistem berasingan perlu diwujudkan untuk menyediakan fungsi pemanasan atau penyejukan dan dikawal secara bebas mengikut status bateri, yang juga meningkatkan penggunaan tenaga dan kos kenderaan.Pilihan sistem yang berbeza bergantung terutamanya pada keperluan penggunaan bateri.
Pengurusan terma dengan cecair sebagai medium pemindahan haba
Untuk pemindahan haba dengan cecair sebagai medium, adalah perlu untuk mewujudkan komunikasi pemindahan haba antara modul dan medium cecair, seperti jaket air, untuk menjalankan pemanasan dan penyejukan tidak langsung dalam bentuk perolakan dan pengaliran haba.Medium pemindahan haba boleh menjadi air, etilena glikol atau juga Bahan Penyejuk.Terdapat juga pemindahan haba terus dengan merendam kepingan tiang dalam cecair dielektrik, tetapi langkah-langkah penebat mesti diambil untuk mengelakkan litar pintas.
Penyejukan cecair pasif secara amnya menggunakan pertukaran haba udara ambien cecair dan kemudian memasukkan kepompong ke dalam bateri untuk pertukaran haba sekunder, manakala penyejukan aktif menggunakan penukar haba sederhana cecair penyejuk enjin, atau pemanasan elektrik/pemanasan minyak terma untuk mencapai penyejukan utama.Pemanasan, penyejukan utama dengan penghawa dingin/penyaman udara kabin penumpang medium cecair penyejuk.
Sistem pengurusan haba dengan udara dan cecair sebagai medium memerlukan kipas, pam air, penukar haba, pemanas (Pemanas udara PTC), saluran paip dan aksesori lain untuk membuat struktur terlalu besar dan kompleks, dan juga menggunakan tenaga bateri, tatasusunan Ketumpatan kuasa dan ketumpatan tenaga bateri diturunkan.
(Penyejuk PTCpemanas) Sistem penyejukan bateri yang disejukkan dengan air menggunakan penyejuk (50% air/50% etilena glikol) untuk memindahkan haba daripada bateri ke sistem penyejuk penyaman udara melalui penyejuk bateri, dan kemudian ke persekitaran melalui pemeluwap.Suhu air yang diimport adalah mudah untuk mencapai suhu yang lebih rendah selepas pertukaran haba oleh penyejuk bateri, dan bateri boleh dilaraskan untuk beroperasi pada julat suhu kerja terbaik;prinsip sistem ditunjukkan dalam rajah.Komponen utama sistem penyejuk termasuk: pemeluwap, pemampat elektrik, penyejat, injap pengembangan dengan injap henti, penyejuk bateri (injap pengembangan dengan injap henti) dan paip penyaman udara, dsb.;litar air penyejuk termasuk:pam air elektrik, bateri (termasuk plat penyejuk), penyejuk bateri, paip air, tangki pengembangan dan aksesori lain.
Masa siaran: Jul-13-2023
