Batareyani termal boshqarish
Nima uchun suyuq sovuq plitalar EV akkumulyatorini sovutish uchun zarur?
Lityum{0}}ion batareyalar energiyani saqlash va ishlatish usullarini o'zgartirdi. Elektr transport vositalari va energiya saqlash tizimlaridan tortib sanoat uskunalari va{2}}tezkor zaryadlovchi ilovalargacha batareyalar endi yuqori quvvat, uzoqroq ish vaqti va tezroq zaryadlash tezligini taʼminlashi kutilmoqda.
Biroq, yuqori energiya zichligi muhim muhandislik muammosini keltirib chiqaradi: issiqlik.
Har bir batareya to'plami ish paytida issiqlik hosil qiladi. Zaryadlash issiqlik hosil qiladi. Bo'shatish issiqlik hosil qiladi. Yuqori -quvvat ilovalari, ayniqsa tez zaryadlash va yuqori oqim zaryadsizlanishi issiqlik ishlab chiqarishni yanada oshirishi mumkin.
Muammo shunchaki batareya to'plamidan issiqlikni olib tashlash emas. Haqiqiy qiyinchilik har bir batareya elementini barqaror harorat oralig'ida ushlab turish va hujayralar orasidagi harorat farqlarini minimallashtirishdir.
Bu joybatareyani termal boshqarishzaruriy holga keladi.
Samarali issiqlik boshqaruv tizimi batareyaning ishlashini yaxshilash, xizmat muddatini uzaytirish, zaryadlash samaradorligini saqlash va xavfsizlik xavfini kamaytirishga yordam beradi. Zamonaviy uchunEV batareyalariva energiya saqlash tizimlari,alyuminiy suyuq sovuq plitalar bilan suyuq sovutisheng ishonchli yechimlardan biriga aylandi.
Nima uchun batareyaning issiqlik boshqaruvi muhim?
Lityum{0}}ion batareyalar haroratga juda sezgir.
Aksariyat litiy{0}}ionli hujayralar nisbatan tor harorat oralig'ida, odatda, taxminan 15 dan 35 darajagacha samarali ishlaydi. Batareya harorati ushbu diapazondan tashqariga chiqsa, elektrokimyoviy ko'rsatkichlar pasayishni boshlaydi.
Batareyaning issiqlik boshqaruvi tizimi (BTMS) batareyalar to'plami bo'ylab issiqlik ishlab chiqarish, issiqlikni olib tashlash va harorat taqsimotini boshqarish uchun mo'ljallangan.
Yaxshi ishlab chiqilgan{0}}issiqlik boshqaruvi tizimi uchta asosiy maqsadga erishishi kerak:
*** Hujayralarni optimal ish harorati oralig'ida saqlang
***Alohida hujayralar orasidagi harorat farqini kamaytiring
***Kuchli{0}}quvvat bilan ishlash vaqtida qizib ketishning oldini oling
Bu, ayniqsa, batareya tizimlari kuchliroq bo'lgani uchun juda muhimdir.
Masalan, elektr avtomobil akkumulyatori yuzlab yoki hatto minglab alohida hujayralarni o'z ichiga olishi mumkin. Agar ba'zi hujayralar boshqalarga qaraganda ancha issiqroq ishlasa, butun batareya to'plami notekis qarishdan aziyat chekishi mumkin.
Eng issiq hujayralar odatda paketning umumiy cheklanishini aniqlaydi.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, batareya to'plami faqat eng zaif issiqlik nuqtasi kabi kuchli.
Batareyalar juda qizib ketganda nima bo'ladi?
Issiqlik litiy{0}}ionli batareyaning ishlashi va ishlash muddatiga ta'sir qiluvchi eng katta omillardan biridir.
Batareya harorati haddan tashqari ko'tarilsa, bir nechta muammolar paydo bo'lishi mumkin.
1. Batareyaning tezroq degradatsiyasi
Yuqori haroratlar litiy{0}}ion hujayralari ichidagi kiruvchi kimyoviy reaksiyalarni tezlashtiradi.
Vaqt o'tishi bilan bu quyidagilarga olib kelishi mumkin:
>>>Kamaytirilgan batareya quvvati
>>>Ichki qarshilikning kuchayishi
>>>Qisqaroq aylanish muddati
>>>Pastroq zaryadlash samaradorligi
Yuqori haroratlarda uzluksiz ishlaydigan batareya boshqariladigan termal sharoitlarda saqlanadigan batareyaga qaraganda tezroq ish faoliyatini yo'qotishi mumkin.
2. Xavfsizlik xavflarining ortishi
Haddan tashqari qizib ketish litiy{0}}ion hujayralari ichida xavfli sharoitlar yaratishi mumkin.
Ichki haroratlar xavfsiz chegaralardan oshib ketganda, batareya materiallari beqaror bo'lishi mumkin. Og'ir holatlarda, bu issiqlik hosil bo'lishi-o'z-o'zidan barqaror bo'lib, bir hujayradan ikkinchisiga o'tadigan termal oqimni keltirib chiqarishi mumkin.
Shuning uchun haddan tashqari issiqlik to'planishining oldini olish EV va energiya saqlash akkumulyatorlarini loyihalashda asosiy talabdir.
3. Zaryadlash unumdorligi pasaygan
Tez zaryadlash batareyalarga sezilarli termal stressni keltirib chiqaradi.
Yuqori tok{0}}zaryadlash vaqtida litiy ionlari elektrodlar orasida tez harakatlanadi. Agar issiqlikni samarali olib tashlashning iloji bo'lmasa, batareyaning sog'lig'ini himoya qilish uchun zaryadlash tezligini kamaytirish kerak bo'lishi mumkin.
Bu to'g'ridan-to'g'ri ziddiyatni keltirib chiqaradi:
Mijozlar tezroq zaryad qilishni xohlashadi.
Batareya muhandislari issiqlikni yaxshiroq nazorat qilishlari kerak.
Samarali issiqlik boshqaruvi barqaror hujayra haroratini saqlab turganda issiqlikni tezda olib tashlash orqali bu muammoni hal qilishga yordam beradi.
Nima uchun haroratning bir xilligi shunchalik muhim?
Ko'pchilik batareyani sovutish faqat haroratni pasaytirish bilan bog'liq deb o'ylaydi.
Biroq, haroratning bir xilligi bir xil darajada muhimdir.
Batareya to'plami bir-biriga ulangan yuzlab hujayralarni o'z ichiga olishi mumkin. Agar paketning bir sohasi boshqa hududga qaraganda issiqroq bo'lsa, bu hujayralar boshqacha yoshga kiradi.
Masalan:
Issiq hujayralar tezroq parchalanadi
Sovuq hujayralar yaxshi ishlashni saqlaydi
Umumiy batareya boshqaruv tizimi eng zaif hujayralar asosida ishlashni cheklashi kerak
Shuning uchun batareyani termal boshqarishning maqsadi shunchaki emas:
"Batareyani sovutib qo'ying."
Haqiqiy maqsad:
"Har bir hujayra bir xil va optimal haroratda ishlasin."
Buning sabablaridan birisuyuq sovutish tizimlarizamonaviy batareya paketlarida tobora keng tarqalgan.
Batareya paketlari uchun havo sovutish va suyuq sovutish
Ilk elektr transport vositalari va kam quvvatli akkumulyator tizimlarida havo sovutish ko'pincha ishlatilgan, chunki u oddiy, engil va arzon edi.
Biroq, batareya quvvati zichligi va zaryadlash tezligi oshgani sayin, an'anaviy havo sovutish cheklovlarni ko'rsata boshladi.
Havoni sovutish cheklovlari
Suyuq sovutish suvi bilan solishtirganda havo nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.
Ventilyatorlar va havo oqimi kanallari bilan ham zich o'ralgan batareya modullaridan katta miqdorda issiqlikni olib tashlash qiyin bo'ladi.
Umumiy qiyinchiliklarga quyidagilar kiradi:
Hujayralar orasidagi notekis sovutish
Cheklangan sovutish quvvati
Kattaroq bo'sh joy talablari
Muxlislardan yuqori shovqin
Tez zaryadlashni qo'llab-quvvatlash qiyinligi
Kam quvvatli ilovalar uchun havo sovutish hali ham mos kelishi mumkin.
Lekin uchunyuqori -samarador EV batareyalariva energiya saqlash tizimlari, kuchliroq sovutish qobiliyati talab qilinadi.
Nima uchun suyuq sovutish afzal yechimga aylandi
Suyuq sovutishbatareya xujayralaridan issiqlikni uzatish uchun sovutish suvi, odatda suv{0}}glikol aralashmasidan foydalanadi.
Havo bilan solishtirganda, suyuq sovutish suvi quyidagilarga ega:
*** Yuqori issiqlik quvvati
*** Yaxshiroq issiqlik o'tkazuvchanligi
*** Yana samarali issiqlik uzatish qobiliyati
A batareya paketlari uchun suyuq sovutish plitasibatareya modullari ostida yoki yonida o'rnatilgan to'g'ridan-to'g'ri issiqlik uzatish yo'lini ta'minlaydi.
Batareya xujayrasi
↓
Termal interfeys materiali (TIM)
↓
↓
Sovutgich kanali
↓
Tashqi sovutish tizimi
Ushbu dizayn batareya to'plami bo'ylab yaxshi harorat bir xilligini saqlab, issiqlikni samaraliroq olib tashlash imkonini beradi.
Zamonaviy EV akkumulyatorlari, energiya saqlash tizimlari va yuqori-quvvat ilovalari uchun,suyuq sovutishafzal qilingan termal boshqaruv yondashuviga aylandi.
