Akun lämmönhallinta
Akun toimintaprosessin aikana lämpötilalla on suuri vaikutus sen suorituskykyyn. Liian alhainen lämpötila voi aiheuttaa akun kapasiteetin ja tehon jyrkän laskun ja jopa akun oikosulun. Akun lämmönhallinta on yhä tärkeämpää, koska liian korkea lämpötila voi aiheuttaa akun hajoamisen, korroosion, syttymisen tuleen tai jopa räjähdyksen. Akun käyttölämpötila on keskeinen tekijä akun suorituskyvyn, turvallisuuden ja käyttöiän määrittämisessä. Suorituskyvyn kannalta liian alhainen lämpötila johtaa akun toiminnan heikkenemiseen, mikä puolestaan heikentää lataus- ja purkaustehon ja akun kapasiteetin jyrkkää laskua. Vertailussa havaittiin, että kun lämpötila laski 10 °C:seen, akun purkauskapasiteetti oli 93 % normaalilämpötilasta; kun lämpötila laski -20 °C:seen, akun purkauskapasiteetti oli kuitenkin vain 43 % normaalilämpötilasta.
Li Junqiu ja muut ovat tutkimuksessaan maininneet, että turvallisuuden näkökulmasta akun sivureaktiot kiihtyvät, jos lämpötila on liian korkea. Kun lämpötila on lähellä 60 °C, akun sisäiset materiaalit/aktiiviset aineet hajoavat, jolloin tapahtuu "lämpöpurkaus", joka aiheuttaa lämpötilan äkillisen nousun jopa 400–1000 ℃:een, mikä johtaa tulipaloon ja räjähdykseen. Jos lämpötila on liian alhainen, akun latausnopeutta on pidettävä alhaisempana, muuten se aiheuttaa akun litiumin hajoamisen ja sisäisen oikosulun, joka syttyy tuleen.
Akun käyttöiän näkökulmasta lämpötilan vaikutusta akun käyttöikään ei voida sivuuttaa. Litiumin kerrostuminen akkuihin, jotka ovat alttiita lataukselle matalassa lämpötilassa, lyhentää akun sykliaikaa nopeasti kymmeniin kertoihin, ja korkea lämpötila vaikuttaa merkittävästi akun kalenteri- ja sykli-ikään. Tutkimuksessa havaittiin, että 23 ℃:n lämpötilassa akun kalenteri-ikä 80 %:n jäljellä olevalla kapasiteetilla on noin 6238 päivää, mutta 35 ℃:n lämpötilassa kalenteri-ikä on noin 1790 päivää ja 55 ℃:n lämpötilassa noin 6238 päivää. Vain 272 päivää.
Tällä hetkellä kustannusten ja teknisten rajoitusten vuoksi akun lämmönhallinta (BTMS) ei ole yhtenäinen johtavien materiaalien käytössä, ja se voidaan jakaa kolmeen päätekniikkaan: ilmajäähdytys (aktiivinen ja passiivinen), nestejäähdytys ja faasimuutosmateriaalit (PCM). Ilmajäähdytys on suhteellisen yksinkertainen, ei vuotoriskiä ja on taloudellinen. Se sopii LFP-akkujen ja pienten autojen alkuvaiheen kehitykseen. Nestejäähdytyksen vaikutus on parempi kuin ilmajäähdytyksen, ja kustannukset ovat korkeammat. Ilmaan verrattuna nestejäähdytysväliaineella on suuri ominaislämpökapasiteetti ja korkea lämmönsiirtokerroin, mikä kompensoi tehokkaasti alhaisen ilmajäähdytyksen tehokkuuden teknisiä puutteita. Se on tällä hetkellä henkilöautojen tärkein optimointisuunnitelma. Zhang Fubin huomautti tutkimuksessaan, että nestejäähdytyksen etuna on nopea lämmönpoisto, joka voi varmistaa akkupaketin tasaisen lämpötilan, ja se sopii akkupakoille, joilla on suuri lämmöntuotanto; haittoja ovat korkeat kustannukset, tiukat pakkausvaatimukset, nestevuotojen riski ja monimutkainen rakenne. Faasimuutosmateriaaleilla on sekä lämmönvaihdon tehokkuus että kustannusedut ja alhaiset ylläpitokustannukset. Nykyinen teknologia on vielä laboratoriovaiheessa. Vaihemuutosmateriaalien lämmönhallintateknologia ei ole vielä täysin kypsä, ja se on akkujen lämmönhallintaan liittyvän tulevaisuuden potentiaalisin kehityssuunta.
Kaiken kaikkiaan nestejäähdytys on nykyinen valtavirran teknologiavaihtoehto, pääasiassa seuraavista syistä:
(1) Toisaalta nykyisillä valtavirran nikkelipitoisilla kolmikomponenttiakuilla on huonompi terminen stabiilius kuin litiumrautafosfaattiakuilla, alhaisempi terminen purkautumislämpötila (hajoamislämpötila 750 °C litiumrautafosfaatilla, 300 °C kolmikomponenttilitium-akuilla) ja suurempi lämmöntuotanto. Toisaalta uudet litiumrautafosfaatin sovellustekniikat, kuten BYD:n teräakku ja Ningde-aikakauden CTP, poistavat moduulit, parantavat tilankäyttöä ja energiatiheyttä sekä edistävät entisestään akkujen lämmönhallintaa ilmajäähdytteisestä teknologiasta nestejäähdytteiseen teknologiaan.
(2) Tukien vähentämisen ohjeistuksen ja kuluttajien ajomatkaa koskevan huolen vaikutuksesta sähköajoneuvojen ajomatka kasvaa jatkuvasti ja akun energiatiheysvaatimukset kasvavat jatkuvasti. Lämmönsiirtotehokkaamman nestejäähdytystekniikan kysyntä on kasvanut.
(3) Mallit kehittyvät kohti keski- ja huippuluokan malleja, joissa on riittävä kustannusbudjetti, pyritään mukavuuteen, komponenttien vikasietoisuus on alhainen ja suorituskyky korkea, ja nestejäähdytysratkaisu vastaa paremmin vaatimuksia.
Olipa kyseessä sitten perinteinen auto tai uusi energialähde, kuluttajien mukavuusvaatimukset kasvavat jatkuvasti, ja ohjaamon lämmönhallintatekniikasta on tullut erityisen tärkeää. Jäähdytysmenetelmien osalta tavallisten kompressorien sijaan käytetään sähkökompressoreita jäähdytykseen, ja akut on yleensä kytketty ilmastointijäähdytysjärjestelmiin. Perinteisissä ajoneuvoissa käytetään pääasiassa kallistuslevytyyppiä, kun taas uusissa energialähteissä käytetään pääasiassa pyörretyyppiä. Tällä menetelmällä on korkea hyötysuhde, se on kevyt, meluisa ja erittäin yhteensopiva sähkökäyttöisen energian kanssa. Lisäksi rakenne on yksinkertainen, toiminta vakaa ja tilavuustehokkuus on 60 % korkeampi kuin kallistuslevytyyppisessä lämmityksessä. %noin. Lämmitysmenetelmän osalta PTC-lämmitys (PTC-ilmalämmitin/PTC-jäähdytysnesteen lämmitin) tarvitaan, ja sähköajoneuvoista puuttuu nollakustannuksia tuottavia lämmönlähteitä (kuten polttomoottorin jäähdytysnestettä)
Julkaisun aika: 07.07.2023
