Una delle tecnologie chiave dei veicoli a nuova energia sono le batterie.La qualità delle batterie determina da un lato il costo dei veicoli elettrici e dall’altro l’autonomia dei veicoli elettrici.Fattore chiave per l'accettazione e l'adozione rapida.
In base alle caratteristiche di utilizzo, ai requisiti e ai campi di applicazione delle batterie di potenza, i tipi di ricerca e sviluppo di batterie di potenza in patria e all'estero sono approssimativamente: batterie al piombo, batterie al nichel-cadmio, batterie al nichel-metallo idruro, batterie agli ioni di litio, celle a combustibile, ecc., tra cui lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio riceve la massima attenzione.
Comportamento di generazione di calore della batteria di alimentazione
La fonte di calore, la velocità di generazione del calore, la capacità termica della batteria e altri parametri correlati del modulo batteria di alimentazione sono strettamente correlati alla natura della batteria.Il calore rilasciato dalla batteria dipende dalla natura e dalle caratteristiche chimiche, meccaniche ed elettriche della batteria, in particolare dalla natura della reazione elettrochimica.L'energia termica generata nella reazione della batteria può essere espressa dal calore di reazione della batteria Qr;la polarizzazione elettrochimica fa sì che la tensione effettiva della batteria si discosti dalla sua forza elettromotrice di equilibrio e la perdita di energia causata dalla polarizzazione della batteria è espressa da Qp.Oltre alla reazione della batteria che procede secondo l'equazione di reazione, ci sono anche alcune reazioni collaterali.Le reazioni collaterali tipiche includono la decomposizione dell'elettrolita e l'autoscarica della batteria.Il calore di reazione laterale generato in questo processo è Qs.Inoltre, poiché qualsiasi batteria avrà inevitabilmente resistenza, al passaggio della corrente verrà generato calore Joule Qj.Pertanto il calore totale di una batteria è la somma del calore dei seguenti aspetti: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
A seconda del processo di carica (scarica) specifico, anche i principali fattori che fanno sì che la batteria generi calore sono diversi.Ad esempio, quando la batteria è normalmente carica, Qr è il fattore dominante;e nella fase successiva della carica della batteria, a causa della decomposizione dell'elettrolita, iniziano a verificarsi reazioni collaterali (il calore della reazione laterale è Qs), quando la batteria è quasi completamente carica e sovraccarica. Ciò che accade principalmente è la decomposizione dell'elettrolita, dove domina Qs .Il calore Joule Qj dipende dalla corrente e dalla resistenza.Il metodo di ricarica comunemente utilizzato viene effettuato a corrente costante e Qj è un valore specifico in questo momento.Tuttavia, durante l'avvio e l'accelerazione, la corrente è relativamente elevata.Per HEV, ciò equivale a una corrente da decine di ampere a centinaia di ampere.In questo momento, il calore Joule Qj è molto elevato e diventa la principale fonte di rilascio di calore della batteria.
Dal punto di vista della controllabilità della gestione termica, i sistemi di gestione termica (HVH) possono essere divisi in due tipologie: attivi e passivi.Dal punto di vista del mezzo di trasferimento del calore, i sistemi di gestione termica possono essere suddivisi in: raffreddati ad aria(Riscaldatore d'aria PTC), raffreddato a liquido(Riscaldatore del liquido di raffreddamento PTC) e accumulo termico a cambiamento di fase.
Per il trasferimento di calore con il liquido di raffreddamento (PTC Coolant Heater) come mezzo, è necessario stabilire una comunicazione di trasferimento di calore tra il modulo e il mezzo liquido, come una camicia d'acqua, per condurre il riscaldamento e il raffreddamento indiretti sotto forma di convezione e calore conduzione.Il mezzo di trasferimento del calore può essere acqua, glicole etilenico o anche refrigerante.Esiste anche un trasferimento di calore diretto immergendo l'espansione polare nel liquido del dielettrico, ma è necessario adottare misure di isolamento per evitare cortocircuiti.
Il raffreddamento passivo del liquido di raffreddamento utilizza generalmente lo scambio di calore liquido-aria ambiente e quindi introduce bozzoli nella batteria per lo scambio di calore secondario, mentre il raffreddamento attivo utilizza scambiatori di calore a medio liquido liquido di raffreddamento del motore o riscaldamento elettrico/riscaldamento dell'olio diatermico PTC per ottenere il raffreddamento primario.Riscaldamento, raffreddamento primario con aria condizionata/aria condizionata nella cabina passeggeri tramite refrigerante liquido.
Per i sistemi di gestione termica che utilizzano aria e liquidi come mezzo, la struttura è troppo grande e complessa a causa della necessità di ventilatori, pompe dell'acqua, scambiatori di calore, riscaldatori, tubazioni e altri accessori, inoltre consuma l'energia della batteria e riduce la carica della batteria .densità e densità di energia.
Il sistema di raffreddamento della batteria raffreddata ad acqua utilizza un liquido refrigerante (50% acqua/50% glicole etilenico) per trasferire il calore della batteria al sistema refrigerante dell'aria condizionata attraverso il dispositivo di raffreddamento della batteria e quindi all'ambiente attraverso il condensatore.La temperatura dell'acqua in ingresso nella batteria viene raffreddata dalla batteria. È facile raggiungere una temperatura più bassa dopo lo scambio di calore e la batteria può essere regolata per funzionare al miglior intervallo di temperature di esercizio;il principio del sistema è mostrato in figura.I componenti principali dell'impianto frigorifero comprendono: condensatore, compressore elettrico, evaporatore, valvola di espansione con valvola di intercettazione, dispositivo di raffreddamento della batteria (valvola di espansione con valvola di intercettazione) e tubi dell'aria condizionata, ecc.;Il circuito dell'acqua di raffreddamento comprende: pompa dell'acqua elettrica, batteria (comprese le piastre di raffreddamento), radiatori della batteria, tubi dell'acqua, vasi di espansione e altri accessori.
Orario di pubblicazione: 27 aprile 2023
