1. Karakteristikat e baterive të litiumit për automjetet me energji të re
Bateritë e litiumit kanë kryesisht avantazhet e shkallës së ulët të vetëshkarkimit, dendësisë së lartë të energjisë, kohëzgjatjes së lartë të ciklit dhe efikasitetit të lartë operativ gjatë përdorimit. Përdorimi i baterive të litiumit si pajisja kryesore e energjisë për energji të re është ekuivalent me marrjen e një burimi të mirë energjie. Prandaj, në përbërjen e komponentëve kryesorë të automjeteve me energji të re, paketa e baterisë së litiumit e lidhur me qelizën e baterisë së litiumit është bërë komponenti i saj kryesor më i rëndësishëm dhe pjesa thelbësore që siguron energji. Gjatë procesit të punës së baterive të litiumit, ekzistojnë kërkesa të caktuara për mjedisin përreth. Sipas rezultateve eksperimentale, temperatura optimale e punës mbahet në 20°C deri në 40°C. Pasi temperatura rreth baterisë tejkalon limitin e specifikuar, performanca e baterisë së litiumit do të reduktohet shumë dhe jetëgjatësia e shërbimit do të reduktohet shumë. Për shkak se temperatura rreth baterisë së litiumit është shumë e ulët, kapaciteti përfundimtar i shkarkimit dhe tensioni i shkarkimit do të devijojnë nga standardi i paracaktuar dhe do të ketë një rënie të ndjeshme.
Nëse temperatura e ambientit është shumë e lartë, probabiliteti i rrjedhjes termike të baterisë së litiumit do të rritet shumë dhe nxehtësia e brendshme do të grumbullohet në një vend specifik, duke shkaktuar probleme serioze të akumulimit të nxehtësisë. Nëse kjo pjesë e nxehtësisë nuk mund të eksportohet pa probleme, së bashku me kohën e zgjatur të punës së baterisë së litiumit, bateria është e prirur ndaj shpërthimit. Ky rrezik sigurie përbën një kërcënim të madh për sigurinë personale, kështu që bateritë e litiumit duhet të mbështeten në pajisjet ftohëse elektromagnetike për të përmirësuar performancën e sigurisë së pajisjeve të përgjithshme gjatë punës. Mund të shihet se kur studiuesit kontrollojnë temperaturën e baterive të litiumit, ata duhet të përdorin në mënyrë racionale pajisje të jashtme për të eksportuar nxehtësinë dhe për të kontrolluar temperaturën optimale të punës së baterive të litiumit. Pasi kontrolli i temperaturës të arrijë standardet përkatëse, objektivi i drejtimit të sigurt të automjeteve me energji të re vështirë se do të kërcënohet.
2. Mekanizmi i gjenerimit të nxehtësisë së baterisë së litiumit të automjeteve me energji të re
Edhe pse këto bateri mund të përdoren si pajisje energjie, në procesin e aplikimit aktual, ndryshimet midis tyre janë më të dukshme. Disa bateri kanë disavantazhe më të mëdha, kështu që prodhuesit e automjeteve të energjisë së re duhet të zgjedhin me kujdes. Për shembull, bateria plumb-acid siguron energji të mjaftueshme për degën e mesme, por do të shkaktojë dëme të mëdha në mjedisin përreth gjatë funksionimit të saj, dhe ky dëm do të jetë i pariparueshëm më vonë. Prandaj, për të mbrojtur sigurinë ekologjike, vendi i ka përfshirë bateritë plumb-acid në listën e ndaluar. Gjatë periudhës së zhvillimit, bateritë nikel-hidrid metali kanë fituar mundësi të mira, teknologjia e zhvillimit është pjekur gradualisht dhe fusha e aplikimit është zgjeruar gjithashtu. Megjithatë, krahasuar me bateritë e litiumit, disavantazhet e saj janë paksa të dukshme. Për shembull, është e vështirë për prodhuesit e zakonshëm të baterive të kontrollojnë koston e prodhimit të baterive nikel-hidrid metali. Si rezultat, çmimi i baterive nikel-hidrid në treg ka mbetur i lartë. Disa marka të automjeteve të energjisë së re që ndjekin performancën e kostos vështirë se do ta konsiderojnë përdorimin e tyre si pjesë automobilistike. Më e rëndësishmja, bateritë Ni-MH janë shumë më të ndjeshme ndaj temperaturës së ambientit sesa bateritë e litiumit dhe kanë më shumë gjasa të marrin flakë për shkak të temperaturave të larta. Pas krahasimeve të shumta, bateritë e litiumit dallohen dhe tani përdoren gjerësisht në automjetet me energji të re.
Arsyeja pse bateritë e litiumit mund të sigurojnë energji për automjetet me energji të re është pikërisht sepse elektrodat e tyre pozitive dhe negative kanë materiale aktive. Gjatë procesit të ngulitjes dhe nxjerrjes së vazhdueshme të materialeve, merret një sasi e madhe energjie elektrike, dhe më pas, sipas parimit të konvertimit të energjisë, energjia elektrike dhe energjia kinetike mund të arrijnë qëllimin e shkëmbimit, duke i dhënë kështu një fuqi të fortë automjeteve me energji të re, të cilat mund të arrijnë qëllimin e ecjes me makinën. Në të njëjtën kohë, kur qeliza e baterisë së litiumit i nënshtrohet një reaksioni kimik, ajo do të ketë funksionin e thithjes së nxehtësisë dhe lirimit të nxehtësisë për të përfunduar konvertimin e energjisë. Përveç kësaj, atomi i litiumit nuk është statik, ai mund të lëvizë vazhdimisht midis elektrolitit dhe diafragmës, dhe ka rezistencë të brendshme polarizimi.
Tani, nxehtësia do të lirohet gjithashtu në mënyrë të përshtatshme. Megjithatë, temperatura rreth baterisë së litiumit të automjeteve me energji të re është shumë e lartë, gjë që mund të çojë lehtësisht në dekompozimin e ndarësve pozitivë dhe negativë. Përveç kësaj, përbërja e baterisë së litiumit me energji të re përbëhet nga pako të shumëfishta baterish. Nxehtësia e gjeneruar nga të gjitha pakot e baterive e tejkalon shumë atë të një baterie të vetme. Kur temperatura tejkalon një vlerë të paracaktuar, bateria është jashtëzakonisht e prirur ndaj shpërthimit.
3. Teknologjitë kryesore të sistemit të menaxhimit termik të baterisë
Sistemit të menaxhimit të baterive të automjeteve me energji të re, si brenda ashtu edhe jashtë vendit i është kushtuar një shkallë e lartë vëmendjeje, janë nisur një seri kërkimesh dhe janë marrë shumë rezultate. Ky artikull do të përqendrohet në vlerësimin e saktë të fuqisë së mbetur të baterisë së sistemit të menaxhimit termik të baterisë së automjeteve me energji të re, menaxhimin e balancimit të baterisë dhe teknologjitë kryesore të aplikuara në të.sistemi i menaxhimit termik.
3.1 Metoda e vlerësimit të fuqisë së mbetur të sistemit të menaxhimit termik të baterisë
Studiuesit kanë investuar shumë energji dhe përpjekje të palodhura në vlerësimin e SOC, kryesisht duke përdorur algoritme të të dhënave shkencore si metoda integrale amper-orë, metoda e modelit linear, metoda e rrjetit nervor dhe metoda e filtrit Kalman për të bërë një numër të madh eksperimentesh simulimi. Megjithatë, gabimet në llogaritje shpesh ndodhin gjatë zbatimit të kësaj metode. Nëse gabimi nuk korrigjohet në kohë, hendeku midis rezultateve të llogaritjes do të bëhet gjithnjë e më i madh. Për të kompensuar këtë defekt, studiuesit zakonisht kombinojnë metodën e vlerësimit Anshi me metoda të tjera për të verifikuar njëra-tjetrën, në mënyrë që të marrin rezultatet më të sakta. Me të dhëna të sakta, studiuesit mund të vlerësojnë me saktësi rrymën e shkarkimit të baterisë.
3.2 Menaxhim i balancuar i sistemit të menaxhimit termik të baterisë
Menaxhimi i ekuilibrit të sistemit të menaxhimit termik të baterisë përdoret kryesisht për të koordinuar tensionin dhe fuqinë e secilës pjesë të baterisë. Pasi përdoren bateri të ndryshme në pjesë të ndryshme, fuqia dhe tensioni do të jenë të ndryshëm. Në këtë kohë, menaxhimi i ekuilibrit duhet të përdoret për të eliminuar ndryshimin midis të dyjave. Mospërputhje. Aktualisht teknika më e përdorur gjerësisht e menaxhimit të ekuilibrit.
Kryesisht ndahet në dy lloje: barazim pasiv dhe barazim aktiv. Nga perspektiva e zbatimit, parimet e zbatimit të përdorura nga këto dy lloje të metodave të barazimit janë mjaft të ndryshme.
(1) Ekuilibri pasiv. Parimi i barazimit pasiv përdor marrëdhënien proporcionale midis fuqisë së baterisë dhe tensionit, bazuar në të dhënat e tensionit të një vargu të vetëm baterish, dhe konvertimi i të dyjave arrihet përgjithësisht përmes shkarkimit të rezistencës: energjia e një baterie me fuqi të lartë gjeneron nxehtësi përmes ngrohjes së rezistencës, pastaj shpërndahet në ajër për të arritur qëllimin e humbjes së energjisë. Megjithatë, kjo metodë barazimi nuk përmirëson efikasitetin e përdorimit të baterisë. Përveç kësaj, nëse shpërndarja e nxehtësisë është e pabarabartë, bateria nuk do të jetë në gjendje të përfundojë detyrën e menaxhimit termik të baterisë për shkak të problemit të mbinxehjes.
(2) Bilanci aktiv. Bilanci aktiv është një produkt i përmirësuar i balancimit pasiv, i cili kompenson disavantazhet e balancimit pasiv. Nga pikëpamja e parimit të realizimit, parimi i barazimit aktiv nuk i referohet parimit të barazimit pasiv, por miraton një koncept krejtësisht të ri: barazimi aktiv nuk e shndërron energjinë elektrike të baterisë në energji termike dhe e shpërndan atë, në mënyrë që energjia e lartë të transferohet. Energjia nga bateria transferohet në baterinë me energji të ulët. Për më tepër, ky lloj transmetimi nuk shkel ligjin e ruajtjes së energjisë dhe ka avantazhet e humbjes së ulët, efikasitetit të lartë të përdorimit dhe rezultateve të shpejta. Megjithatë, struktura e përbërjes së menaxhimit të balancimit është relativisht e ndërlikuar. Nëse pika e balancimit nuk kontrollohet siç duhet, kjo mund të shkaktojë dëme të pakthyeshme në paketën e baterisë së energjisë për shkak të madhësisë së saj të tepërt. Për të përmbledhur, si menaxhimi aktiv i balancimit ashtu edhe menaxhimi pasiv i balancimit kanë disavantazhe dhe përparësi. Në aplikime specifike, studiuesit mund të bëjnë zgjedhje sipas kapacitetit dhe numrit të vargjeve të paketave të baterive të litiumit. Bateritë litium me kapacitet të ulët dhe numër të ulët janë të përshtatshme për menaxhimin pasiv të ekuilibrimit, dhe bateritë litium me kapacitet të lartë dhe numër të lartë të fuqisë janë të përshtatshme për menaxhimin aktiv të ekuilibrimit.
3.3 Teknologjitë kryesore të përdorura në sistemin e menaxhimit termik të baterisë
(1) Përcaktoni diapazonin optimal të temperaturës së funksionimit të baterisë. Sistemi i menaxhimit termik përdoret kryesisht për të koordinuar temperaturën rreth baterisë, prandaj, për të siguruar efektin e aplikimit të sistemit të menaxhimit termik, teknologjia kryesore e zhvilluar nga studiuesit përdoret kryesisht për të përcaktuar temperaturën e punës së baterisë. Për sa kohë që temperatura e baterisë mbahet brenda një diapazoni të përshtatshëm, bateria e litiumit mund të jetë gjithmonë në gjendjen më të mirë të punës, duke siguruar fuqi të mjaftueshme për funksionimin e automjeteve me energji të re. Në këtë mënyrë, performanca e baterisë së litiumit të automjeteve me energji të re mund të jetë gjithmonë në gjendje të shkëlqyer.
(2) Llogaritja e diapazonit termik të baterisë dhe parashikimi i temperaturës. Kjo teknologji përfshin një numër të madh llogaritjesh të modelit matematik. Shkencëtarët përdorin metoda përkatëse llogaritëse për të marrë ndryshimin e temperaturës brenda baterisë dhe e përdorin këtë si bazë për të parashikuar sjelljen e mundshme termike të baterisë.
(3) Përzgjedhja e mediumit të transferimit të nxehtësisë. Performanca superiore e sistemit të menaxhimit termik varet nga zgjedhja e mediumit të transferimit të nxehtësisë. Shumica e automjeteve aktuale me energji të re përdorin ajër/ftohës si medium ftohës. Kjo metodë ftohjeje është e thjeshtë për t’u përdorur, me kosto të ulët prodhimi dhe mund të arrijë mirë qëllimin e shpërndarjes së nxehtësisë së baterisë.Ngrohës ajri PTC/Ngrohësi i ftohësit PTC)
(4) Përdorni dizajn paralel të strukturës së ventilimit dhe shpërndarjes së nxehtësisë. Dizajni i ventilimit dhe shpërndarjes së nxehtësisë midis baterive të litiumit mund të zgjerojë rrjedhën e ajrit në mënyrë që ai të shpërndahet në mënyrë të barabartë midis paketave të baterive, duke zgjidhur në mënyrë efektive ndryshimin e temperaturës midis moduleve të baterisë.
(5) Përzgjedhja e pikës së matjes së ventilatorit dhe temperaturës. Në këtë modul, studiuesit përdorën një numër të madh eksperimentesh për të bërë llogaritje teorike dhe më pas përdorën metoda të mekanikës së fluideve për të marrë vlerat e konsumit të energjisë së ventilatorit. Më pas, studiuesit do të përdorin elementë të fundëm për të gjetur pikën më të përshtatshme të matjes së temperaturës në mënyrë që të marrin me saktësi të dhënat e temperaturës së baterisë.
Koha e postimit: 10 shtator 2024
