Батареяның жылулық басқаруы
Батареяның жұмыс істеу процесінде температура оның жұмысына үлкен әсер етеді. Егер температура тым төмен болса, ол батарея сыйымдылығы мен қуатының күрт төмендеуіне, тіпті батареяның қысқа тұйықталуына әкелуі мүмкін. Температура тым жоғары болғандықтан, батареяның термиялық басқаруының маңыздылығы барған сайын айқындала түсуде, бұл батареяның ыдырауына, коррозияға ұшырауына, өртенуіне немесе тіпті жарылуына әкелуі мүмкін. Қуат батареясының жұмыс температурасы өнімділікті, қауіпсіздікті және батареяның қызмет ету мерзімін анықтайтын негізгі фактор болып табылады. Өнімділік тұрғысынан алғанда, тым төмен температура батарея белсенділігінің төмендеуіне әкеледі, бұл зарядтау және разрядтау өнімділігінің төмендеуіне және батарея сыйымдылығының күрт төмендеуіне әкеледі. Салыстыру температура 10°C-қа дейін төмендеген кезде батареяның разрядтау сыйымдылығы қалыпты температурадағының 93%-ын құрайтынын көрсетті; дегенмен, температура -20°C-қа дейін төмендеген кезде батареяның разрядтау сыйымдылығы қалыпты температурадағының тек 43%-ын құрады.
Ли Цзюньцю және басқалардың зерттеулері қауіпсіздік тұрғысынан алғанда, температура тым жоғары болса, батареяның жанама реакциялары жеделдетілетінін атап өтті. Температура 60 °C-қа жақын болғанда, батареяның ішкі материалдары/белсенді заттары ыдырайды, содан кейін «жылулық ағып кету» орын алады, бұл температураның кенеттен көтерілуіне, тіпті 400 ~ 1000 ℃ дейін көтерілуіне әкеледі, содан кейін өрт пен жарылысқа әкеледі. Егер температура тым төмен болса, батареяның зарядтау жылдамдығын төмен зарядтау жылдамдығында ұстау қажет, әйтпесе батареяның литийдің ыдырауына және ішкі қысқа тұйықталудың өртенуіне әкеледі.
Батареяның қызмет ету мерзімі тұрғысынан температураның батареяның қызмет ету мерзіміне әсерін елемеуге болмайды. Төмен температурада зарядтауға бейім батареялардағы литийдің тұндырылуы батареяның циклдік қызмет ету мерзімінің ондаған есеге дейін тез төмендеуіне әкеледі, ал жоғары температура батареяның күнтізбелік қызмет ету мерзімі мен циклдік қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер етеді. Зерттеулер температура 23 ℃ болғанда, қалған сыйымдылығы 80% болғанда, батареяның күнтізбелік қызмет ету мерзімі шамамен 6238 күнді құрайтынын, бірақ температура 35 ℃-қа дейін көтерілгенде, күнтізбелік қызмет ету мерзімі шамамен 1790 күнді, ал температура 55 ℃-қа жеткенде, күнтізбелік қызмет ету мерзімі шамамен 6238 күнді құрайтынын анықтады. Тек 272 күн.
Қазіргі уақытта, құны мен техникалық шектеулерге байланысты, батарея термиялық басқаруы (BTMS) өткізгіш ортаны пайдалануда біріздендірілген емес және оны үш негізгі техникалық жолға бөлуге болады: ауамен салқындату (белсенді және пассивті), сұйық салқындату және фазалық өзгеретін материалдар (PCM). Ауамен салқындату салыстырмалы түрде қарапайым, ағып кету қаупі жоқ және үнемді. Ол LFP батареялары мен шағын автомобиль өрістерін бастапқы әзірлеуге жарамды. Сұйық салқындатудың әсері ауамен салқындатуға қарағанда жақсырақ және құны артады. Ауамен салыстырғанда, сұйық салқындату ортасы үлкен меншікті жылу сыйымдылығы мен жоғары жылу беру коэффициентінің сипаттамаларына ие, бұл ауамен салқындату тиімділігінің төмендігінің техникалық жетіспеушілігін тиімді түрде өтейді. Қазіргі уақытта бұл жеңіл автомобильдерді оңтайландырудың негізгі жоспары. Чжан Фубин өз зерттеуінде сұйық салқындатудың артықшылығы - жылудың тез таралуы, бұл батарея блогының біркелкі температурасын қамтамасыз ете алатынын және жылу өндірісі жоғары батарея блогтарына жарамды екенін атап өтті; кемшіліктері - жоғары құны, қатаң қаптама талаптары, сұйықтықтың ағып кету қаупі және күрделі құрылым. Фазалық өзгеретін материалдар жылу алмасу тиімділігі мен құнының артықшылықтарына, сондай-ақ төмен техникалық қызмет көрсету шығындарына ие. Қазіргі технология әлі зертханалық сатысында. Фазалық ауысу материалдарының жылулық басқару технологиясы әлі толық жетілмеген және болашақта батареялық жылулық басқарудың ең әлеуетті даму бағыты болып табылады.
Жалпы алғанда, сұйық салқындату қазіргі кездегі негізгі технологиялық бағыт болып табылады, негізінен мыналарға байланысты:
(1) Бір жағынан, қазіргі негізгі жоғары никельді үштік батареялардың термиялық тұрақтылығы литий темір фосфат батареяларына қарағанда нашар, термиялық ағып кету температурасы төмен (ыдырау температурасы, литий темір фосфаты үшін 750 °C, үштік литий батареялары үшін 300 °C) және жылу өндірісі жоғары. Екінші жағынан, BYD пышақ батареясы және Ningde дәуіріндегі CTP сияқты жаңа литий темір фосфатын қолдану технологиялары модульдерді жояды, кеңістікті пайдалануды және энергия тығыздығын жақсартады және батареяның жылулық басқаруын ауамен салқындату технологиясынан сұйықтықпен салқындату технологиясының еңкейтуіне дейін одан әрі дамытады.
(2) Субсидияларды азайту жөніндегі нұсқаулықтың және тұтынушылардың жүргізу қашықтығына алаңдаушылығының әсерінен электромобильдердің жүргізу қашықтығы артып келеді, ал батарея энергиясының тығыздығына қойылатын талаптар барған сайын жоғарылап келеді. Жылу беру тиімділігі жоғары сұйық салқындату технологиясына сұраныс артты.
(3) Модельдер орташа және жоғары деңгейлі модельдер бағытында дамып келеді, олардың құны жеткілікті, жайлылыққа ұмтылады, компоненттердің ақауларына төзімділігі төмен және өнімділігі жоғары, ал сұйық салқындату ерітіндісі талаптарға көбірек сәйкес келеді.
Дәстүрлі көлік болсын, жаңа энергиямен жұмыс істейтін көлік болсын, тұтынушылардың жайлылыққа деген сұранысы барған сайын артып келеді, ал кабинаның жылу басқару технологиясы ерекше маңызды бола бастады. Тоңазыту әдістеріне келетін болсақ, тоңазыту үшін кәдімгі компрессорлардың орнына электрлік компрессорлар қолданылады, ал батареялар әдетте ауа баптағыш салқындату жүйелеріне қосылады. Дәстүрлі көліктер негізінен шайқау пластинасы түрін қабылдайды, ал жаңа энергиямен жұмыс істейтін көліктер негізінен құйынды түрін пайдаланады. Бұл әдіс жоғары тиімділікке, жеңіл салмаққа, төмен шуылға ие және электрлік жетек энергиясымен өте үйлесімді. Сонымен қатар, құрылымы қарапайым, жұмысы тұрақты және көлемдік тиімділік шайқау пластинасы түріне қарағанда 60%-ға жоғары. %шамамен. Қыздыру әдісіне келетін болсақ, PTC жылыту (PTC ауа жылытқышы/PTC салқындатқыш жылытқышы) қажет, ал электр көліктерінде нөлдік жылу көздері (мысалы, іштен жанатын қозғалтқыштың салқындатқышы) жоқ.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 шілде
