Yksi uusien energiaajoneuvojen avainteknologioista on akut.Akkujen laatu määrää toisaalta sähköajoneuvojen kustannukset ja toisaalta sähköajoneuvojen ajomatkan.Hyväksymisen ja nopean omaksumisen avaintekijä.
Tehoakkujen käyttöominaisuuksien, vaatimusten ja sovellusalojen mukaan tehoakkujen tutkimus- ja kehitystyypit kotimaassa ja ulkomailla ovat karkeasti: lyijyakut, nikkeli-kadmium-akut, nikkeli-metallihydridiakut, litiumioniakut, polttokennot jne., joista litiumioniakkujen kehittäminen saa eniten huomiota.
Sähköakun lämmöntuottokäyttäytyminen
Lämmönlähde, lämmöntuottonopeus, akun lämpökapasiteetti ja muut siihen liittyvät tehoparistomoduulin parametrit liittyvät läheisesti akun luonteeseen.Akun vapauttama lämpö riippuu akun kemiallisesta, mekaanisesta ja sähköisestä luonteesta ja ominaisuuksista, erityisesti sähkökemiallisen reaktion luonteesta.Akun reaktiossa syntyvä lämpöenergia voidaan ilmaista akun reaktion lämmöllä Qr;sähkökemiallinen polarisaatio saa akun todellisen jännitteen poikkeamaan sen tasapainosähkömotorisesta voimasta ja akun polarisaation aiheuttama energiahäviö ilmaistaan Qp:llä.Sen lisäksi, että akkureaktio etenee reaktioyhtälön mukaisesti, on myös joitain sivureaktioita.Tyypillisiä sivureaktioita ovat elektrolyytin hajoaminen ja akun itsepurkautuminen.Tässä prosessissa syntyvä sivureaktiolämpö on Qs.Lisäksi, koska jokaisella akulla on väistämättä vastus, Joule-lämpöä Qj syntyy, kun virta kulkee.Siksi akun kokonaislämpö on seuraavien aspektien lämmön summa: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Tietystä lataus- (purkaus)prosessista riippuen myös tärkeimmät tekijät, jotka saavat akun tuottamaan lämpöä, ovat erilaisia.Esimerkiksi kun akku on normaalisti ladattu, Qr on hallitseva tekijä;ja akun latauksen myöhemmässä vaiheessa elektrolyytin hajoamisesta johtuen sivureaktioita (sivureaktion lämpö on Qs), kun akku on lähes täyteen ladattu ja ylilatautunut, tapahtuu pääasiassa elektrolyytin hajoamista, jossa Qs hallitsee .Joulen lämpö Qj riippuu virrasta ja resistanssista.Yleisesti käytetty latausmenetelmä suoritetaan vakiovirralla, ja Qj on tällä hetkellä tietty arvo.Käynnistyksen ja kiihdytyksen aikana virta on kuitenkin suhteellisen suuri.HEV:lle tämä vastaa kymmenien ampeerien ja satojen ampeerien virtaa.Tällä hetkellä Joule-lämpö Qj on erittäin suuri ja siitä tulee pääasiallinen akun lämmön vapautumisen lähde.
Lämmönhallinnan ohjattavuuden näkökulmasta lämmönhallintajärjestelmät voidaan jakaa kahteen tyyppiin: aktiiviset ja passiiviset.Lämmönsiirtoväliaineen näkökulmasta lämmönhallintajärjestelmät voidaan jakaa ilmajäähdytteisiin, nestejäähdytteisiin ja faasimuutoslämpövarastoihin.
Lämmönhallinta ilman lämmönsiirtoaineena
Lämmönsiirtoväliaineella on merkittävä vaikutus lämmönhallintajärjestelmän suorituskykyyn ja kustannuksiin.Ilman käyttö lämmönsiirtoaineena on syöttää ilma suoraan niin, että se virtaa akkumoduulin läpi lämmön hajauttamisen tarkoituksen saavuttamiseksi.Yleensä tuulettimet, tulo- ja poistoilmanvaihto sekä muut komponentit vaaditaan.
Erilaisten ilmanottolähteiden mukaan on yleensä seuraavat muodot:
1 Passiivinen jäähdytys ulkoilman tuuletuksella
2. Passiivinen jäähdytys/lämmitys matkustamon ilmanvaihtoa varten
3. Ulko- tai matkustamon ilman aktiivinen jäähdytys/lämmitys
Passiivinen järjestelmärakenne on suhteellisen yksinkertainen ja hyödyntää suoraan olemassa olevaa ympäristöä.Esimerkiksi jos akkua pitää lämmittää talvella, matkustamon kuumaa ympäristöä voidaan käyttää hengittämään ilmaa.Jos akun lämpötila on liian korkea ajon aikana ja matkustamon ilman jäähdytysvaikutus ei ole hyvä, voidaan kylmää ulkoilmaa hengittää jäähdytykseen.
Aktiivista järjestelmää varten on perustettava erillinen järjestelmä, joka tarjoaa lämmitys- tai jäähdytystoimintoja ja jota ohjataan itsenäisesti akun tilan mukaan, mikä lisää myös ajoneuvon energiankulutusta ja kustannuksia.Eri järjestelmien valinta riippuu pääasiassa akun käyttövaatimuksista.
Lämmönhallinta nesteellä lämmönsiirtoaineena
Lämmönsiirtoa varten nesteen ollessa väliaineena on välttämätöntä muodostaa lämmönsiirtoyhteys moduulin ja nestemäisen väliaineen, kuten vesivaippa, välille epäsuoran lämmityksen ja jäähdytyksen suorittamiseksi konvektion ja lämmönjohtavuuden muodossa.Lämmönsiirtoväliaine voi olla vesi, etyleeniglykoli tai jopa kylmäaine.Myös suora lämmönsiirto tapahtuu upottamalla napakappale eristeen nesteeseen, mutta eristystoimenpiteitä on suoritettava oikosulun välttämiseksi.
Passiivinen nestejäähdytys käyttää yleensä neste-ilman lämmönvaihtoa ja lisää sitten koteloita akkuun toissijaista lämmönvaihtoa varten, kun taas aktiivinen jäähdytys käyttää moottorin jäähdytysneste-neste-välilämmönvaihtimia tai sähkölämmitystä/lämpööljylämmitystä ensisijaisen jäähdytyksen saavuttamiseksi.Lämmitys, ensiöjäähdytys matkustamon ilmanvaihto/ilmastointi kylmäaine-nesteväliaine.
Lämmönhallintajärjestelmä, jossa väliaineena on ilma ja neste, vaatii puhaltimia, vesipumppuja, lämmönvaihtimia, lämmittimiä (PTC ilmanlämmitin), putkistot ja muut lisävarusteet tekevät rakenteesta liian suuren ja monimutkaisen ja kuluttavat myös akkuenergiaa, matriisi Akun tehotiheys ja energiatiheys pienenevät.
(PTC jäähdytysnestelämmitin) Vesijäähdytteinen akun jäähdytysjärjestelmä käyttää jäähdytysnestettä (50 % vettä/50 % etyleeniglykolia) lämmön siirtämiseen akusta ilmastointilaitteen kylmäainejärjestelmään akun jäähdyttimen kautta ja sitten ympäristöön lauhduttimen kautta.Tuodun veden lämpötila on helppo saavuttaa alhaisempi lämpötila akun jäähdyttimen lämmönvaihdon jälkeen, ja akkua voidaan säätää toimimaan parhaalla käyttölämpötila-alueella;järjestelmän periaate on esitetty kuvassa.Kylmäainejärjestelmän pääkomponentteja ovat: lauhdutin, sähkökompressori, höyrystin, sulkuventtiilillä varustettu paisuntaventtiili, akun jäähdytin (sulkuventtiilillä varustettu paisuntaventtiili) ja ilmastointiputket jne.;jäähdytysvesipiiri sisältää:sähköinen vesipumppu, akku (mukaan lukien jäähdytyslevyt), akkujäähdyttimet, vesiputket, paisuntasäiliöt ja muut tarvikkeet.
Postitusaika: 13.7.2023
