1. Uusien energianlähteiden litium-akkujen ominaisuudet
Litium-akkujen tärkeimpinä etuina ovat alhainen itsepurkautumisnopeus, korkea energiatiheys, korkeat sykliajat ja korkea käyttötehokkuus. Litium-akkujen käyttö uuden energian päävirtalähteenä vastaa hyvän virtalähteen saamista. Siksi uusien energia-ajoneuvojen pääkomponenttien koostumuksessa litium-akkuyksikköön liittyvästä litium-akkuyksiköstä on tullut sen tärkein ydinosa ja virtaa tuottava ydinosa. Litium-akkujen käyttöprosessin aikana on tiettyjä vaatimuksia ympäristölle. Kokeellisten tulosten mukaan optimaalinen käyttölämpötila pidetään 20–40 °C:ssa. Kun akun ympärillä oleva lämpötila ylittää määritellyn rajan, litium-akun suorituskyky heikkenee huomattavasti ja käyttöikä lyhenee huomattavasti. Koska litium-akun ympärillä oleva lämpötila on liian alhainen, lopullinen purkauskapasiteetti ja purkausjännite poikkeavat asetetusta standardista ja laskevat jyrkästi.
Jos ympäristön lämpötila on liian korkea, litium-akun lämpöpurkauksen todennäköisyys kasvaa huomattavasti ja sisäinen lämpö kerääntyy tiettyyn paikkaan, mikä aiheuttaa vakavia lämmönkertymisongelmia. Jos tätä osaa lämmöstä ei voida poistaa tasaisesti litium-akun pidennettyä käyttöaikaa vasten, akku on altis räjähdykselle. Tämä turvallisuusriski on suuri uhka henkilökohtaiselle turvallisuudelle, joten litium-akkujen on käytettävä sähkömagneettisia jäähdytyslaitteita parantaakseen laitteen turvallisuutta käytön aikana. Voidaan nähdä, että kun tutkijat kontrolloivat litium-akkujen lämpötilaa, heidän on järkevästi käytettävä ulkoisia laitteita lämmön poistamiseen ja litium-akkujen optimaalisen käyttölämpötilan säätämiseen. Kun lämpötilan säätö saavuttaa vastaavat standardit, uusien energiaajoneuvojen turvallinen ajo ei ole enää uhattuna.
2. Uuden energianlähteen litium-akun lämmöntuotantomekanismi
Vaikka näitä akkuja voidaan käyttää virtalähteinä, niiden väliset erot ovat käytännön sovelluksissa selvempiä. Joillakin akuilla on suurempia haittoja, joten uusien energiaajoneuvojen valmistajien tulisi valita ne huolellisesti. Esimerkiksi lyijyakku tarjoaa riittävästi virtaa keskihaaralle, mutta se aiheuttaa käytön aikana suurta vahinkoa ympäristölle, ja tämä vahinko on myöhemmin korjaamaton. Siksi maa on ekologisen turvallisuuden suojelemiseksi lisännyt lyijyakut kiellettyjen laitteiden luetteloon. Kehitysvaiheen aikana nikkelimetallihydridiakut ovat saaneet hyviä mahdollisuuksia, kehitysteknologia on vähitellen kypsynyt ja sovellusalue on myös laajentunut. Litium-akkuihin verrattuna niiden haitat ovat kuitenkin hieman ilmeisiä. Esimerkiksi tavallisten akkuvalmistajien on vaikea hallita nikkelimetallihydridiakkujen tuotantokustannuksia. Tämän seurauksena nikkelivety-akkujen hinta markkinoilla on pysynyt korkeana. Jotkut uudet kustannustehokkuuteen pyrkivät energiaajoneuvomerkit tuskin harkitsevat niiden käyttöä autonosina. Mikä tärkeintä, Ni-MH-akut ovat paljon herkempiä ympäristön lämpötilalle kuin litium-akut ja syttyvät todennäköisemmin tuleen korkeiden lämpötilojen vuoksi. Useiden vertailujen jälkeen litium-akut erottuvat edukseen ja niitä käytetään nyt laajalti uusissa energianlähteissä.
Syy siihen, miksi litium-akut voivat tarjota virtaa uusille energialähteille, on juuri se, että niiden positiivisissa ja negatiivisissa elektrodeissa on aktiivisia materiaaleja. Jatkuvan materiaalien upottamisen ja uuttamisen prosessissa saadaan suuri määrä sähköenergiaa, ja sitten energianmuunnoksen periaatteen mukaisesti sähköenergia ja kineettinen energia vaihtavat tarkoitusta, jolloin uusille energialähteille saadaan voimakas teho, ja ne voivat saavuttaa auton käytön tarkoituksen. Samaan aikaan, kun litium-akkukenno käy läpi kemiallisen reaktion, se absorboi ja vapauttaa lämpöä energianmuunnoksen loppuun saattamiseksi. Lisäksi litiumatomi ei ole staattinen, vaan se voi liikkua jatkuvasti elektrolyytin ja kalvon välillä, ja siinä on polarisaatiovastus.
Nyt lämpö vapautuu myös asianmukaisesti. Uusien energialähteiden litium-akun ympärillä oleva lämpötila on kuitenkin liian korkea, mikä voi helposti johtaa positiivisten ja negatiivisten erottimien hajoamiseen. Lisäksi uusien energialähteiden litium-akku koostuu useista akkupaketeista. Kaikkien akkupakettien tuottama lämpö ylittää huomattavasti yksittäisen akun tuottaman lämmön. Kun lämpötila ylittää ennalta määrätyn arvon, akku on erittäin altis räjähdyksell.
3. Akun lämmönhallintajärjestelmän keskeiset teknologiat
Uusien energialähteiden ajoneuvojen akun hallintajärjestelmiin on kiinnitetty paljon huomiota sekä kotimaassa että ulkomailla, ja niille on käynnistetty useita tutkimussarjoja, joista on saatu paljon tuloksia. Tässä artikkelissa keskitytään uusien energialähteiden ajoneuvojen akun jäljellä olevan tehon tarkkaan arviointiin, akun tasapainon hallintaan ja keskeisiin teknologioihin, joita sovelletaan.lämmönhallintajärjestelmä.
3.1 Akun lämmönhallintajärjestelmän jäännöstehon arviointimenetelmä
Tutkijat ovat panostaneet paljon energiaa ja vaivalloista työtä SOC-arviointiin, pääasiassa käyttäen tieteellisiä data-algoritmeja, kuten ampeeritunti-integraalimenetelmää, lineaarista mallimenetelmää, neuroverkkomenetelmää ja Kalman-suodatinmenetelmää, suorittaen suuren määrän simulaatiokokeita. Tämän menetelmän soveltamisen aikana esiintyy kuitenkin usein laskentavirheitä. Jos virhettä ei korjata ajoissa, laskentatulosten välinen ero kasvaa ja kasvaa. Tämän puutteen korjaamiseksi tutkijat yleensä yhdistävät Anshi-arviointimenetelmän muihin menetelmiin todentaakseen toisensa ja saadakseen tarkimmat mahdolliset tulokset. Tarkkojen tietojen avulla tutkijat voivat arvioida akun purkausvirran tarkasti.
3.2 Akun lämmönhallintajärjestelmän tasapainoinen hallinta
Akun lämmönhallintajärjestelmän tasapainonhallintaa käytetään pääasiassa akun kunkin osan jännitteen ja tehon koordinointiin. Kun eri akkuja käytetään eri osissa, teho ja jännite vaihtelevat. Tässä vaiheessa tasapainonhallintaa tulisi käyttää näiden kahden välisen eron poistamiseksi. Epäjohdonmukaisuus. Tällä hetkellä yleisimmin käytetty tasapainonhallintatekniikka.
Se jaetaan pääasiassa kahteen tyyppiin: passiiviseen ekvalisointiin ja aktiiviseen ekvalisointiin. Sovelluksen näkökulmasta näiden kahden ekvalisointimenetelmän käyttämät toteutusperiaatteet ovat melko erilaiset.
(1) Passiivinen tasapainotus. Passiivisen tasauksen periaate hyödyntää akun tehon ja jännitteen välistä verrannollista suhdetta, joka perustuu yksittäisen akkusarjan jännitetietoihin. Näiden kahden muuntaminen saavutetaan yleensä vastuspurkauksella: suuritehoisen akun energia tuottaa lämpöä vastuskuumennuksen kautta ja haihtuu sitten ilmaan energian häviämisen tarkoituksen saavuttamiseksi. Tämä tasausmenetelmä ei kuitenkaan paranna akun käytön tehokkuutta. Lisäksi, jos lämmönhukka on epätasaista, akku ei pysty suorittamaan akun lämmönhallintaa ylikuumenemisongelman vuoksi.
(2) Aktiivinen tasapaino. Aktiivinen tasapaino on passiivisen tasapainon päivitetty tuote, joka kompensoi passiivisen tasapainon haittoja. Toteutusperiaatteen näkökulmasta aktiivisen tasapainotuksen periaate ei viittaa passiivisen tasapainotuksen periaatteeseen, vaan omaksuu täysin erilaisen uuden käsitteen: aktiivinen tasaus ei muunna akun sähköenergiaa lämpöenergiaksi, vaan haihduttaa sen, jolloin korkea energia siirtyy akusta matalaenergiseen akkuun. Lisäksi tällainen siirto ei riko energian säilymislakia, ja sen etuna on pieni häviö, korkea hyötysuhde ja nopeat tulokset. Tasapainonhallinnan rakenne on kuitenkin suhteellisen monimutkainen. Jos tasapainopistettä ei hallita kunnolla, se voi aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita akulle sen liiallisen koon vuoksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä aktiivisella että passiivisella tasapainonhallinnalla on sekä haittoja että etuja. Tietyissä sovelluksissa tutkijat voivat tehdä valintoja litium-akkujen kapasiteetin ja ketjujen lukumäärän mukaan. Pienikapasiteettiset ja -numeroiset litium-akkupaketit soveltuvat passiiviseen ekvalisoinnin hallintaan, ja suurikapasiteettiset ja -numeroiset litium-akkupaketit soveltuvat aktiiviseen ekvalisoinnin hallintaan.
3.3 Akun lämmönhallintajärjestelmässä käytetyt tärkeimmät teknologiat
(1) Määritä akun optimaalinen käyttölämpötila-alue. Lämmönhallintajärjestelmää käytetään pääasiassa akun lämpötilan koordinointiin, joten lämmönhallintajärjestelmän sovellusvaikutuksen varmistamiseksi tutkijoiden kehittämää avainteknologiaa käytetään pääasiassa akun käyttölämpötilan määrittämiseen. Niin kauan kuin akun lämpötila pidetään sopivalla alueella, litium-akku voi aina olla parhaassa mahdollisessa toimintakunnossa ja tarjota riittävästi virtaa uusien energialähteiden ajoneuvojen käyttöön. Tällä tavoin uusien energialähteiden ajoneuvojen litium-akun suorituskyky voi aina olla erinomaisessa kunnossa.
(2) Akun lämpötila-alueen laskenta ja lämpötilan ennustaminen. Tämä teknologia sisältää suuren määrän matemaattisia mallilaskelmia. Tutkijat käyttävät vastaavia laskentamenetelmiä akun sisäisen lämpötilaeron määrittämiseen ja käyttävät tätä perustana akun mahdollisen lämpökäyttäytymisen ennustamiseen.
(3) Lämmönsiirtoväliaineen valinta. Lämmönhallintajärjestelmän erinomainen suorituskyky riippuu lämmönsiirtoväliaineen valinnasta. Useimmat nykyiset uuden energian ajoneuvot käyttävät jäähdytysväliaineena ilmaa/jäähdytysnestettä. Tämä jäähdytysmenetelmä on helppokäyttöinen, valmistuskustannuksiltaan edullinen ja sillä voidaan hyvin saavuttaa akun lämmönpoistotavoite.PTC-ilmalämmitin/PTC-jäähdytysnesteen lämmitin)
(4) Käytä rinnakkaista ilmanvaihtoa ja lämmönpoistoa. Litium-akkupakettien välinen ilmanvaihto ja lämmönpoisto voivat laajentaa ilmavirtausta niin, että se jakautuu tasaisesti akkupakettien kesken ja ratkaisee tehokkaasti akkumoduulien välisen lämpötilaeron.
(5) Tuulettimen ja lämpötilan mittauspisteen valinta. Tässä moduulissa tutkijat käyttivät suurta määrää kokeita teoreettisten laskelmien tekemiseen ja käyttivät sitten virtausmekaniikan menetelmiä tuulettimen tehonkulutusarvojen saamiseksi. Tämän jälkeen tutkijat käyttävät äärelliselementtimenetelmää sopivimman lämpötilan mittauspisteen löytämiseksi akun lämpötilatietojen tarkan saamisen varmistamiseksi.
Julkaisun aika: 10.9.2024
