Uute energiasõidukite üks võtmetehnoloogiaid on elektriakud. Akude kvaliteet määrab ühelt poolt elektrisõidukite hinna ja teiselt poolt elektrisõidukite sõiduulatuse. See on võtmetegur kiireks omaksvõtuks ja omaksvõtuks.
Vastavalt toiteakude kasutusomadustele, nõuetele ja rakendusvaldkondadele on kodu- ja välismaiste toiteakude uurimis- ja arendustüübid ligikaudu järgmised: pliiakud, nikkel-kaadmiumakud, nikkel-metallhüdriidakud, liitiumioonakud, kütuseelemendid jne, mille hulgas on liitiumioonakude arendus pälvib enim tähelepanu.
Aku soojuse tekkimise käitumine
Soojusallikas, soojuse tekkimise kiirus, aku soojusmahtuvus ja muud aku mooduli seotud parameetrid on tihedalt seotud aku olemusega. Aku poolt eralduv soojus sõltub aku keemilisest, mehaanilisest ja elektrilisest olemusest ning omadustest, eriti elektrokeemilise reaktsiooni olemusest. Aku reaktsioonis tekkivat soojusenergiat saab väljendada aku reaktsioonisoojusega Qr; elektrokeemiline polarisatsioon põhjustab aku tegeliku pinge kõrvalekaldumise selle tasakaalulisest elektromotoorjõust ja aku polarisatsioonist tingitud energiakadu väljendatakse Qp-ga. Lisaks aku reaktsioonile, mis kulgeb reaktsioonivõrrandi kohaselt, on ka mõned kõrvalreaktsioonid. Tüüpilised kõrvalreaktsioonid hõlmavad elektrolüüdi lagunemist ja aku isetühjenemist. Selles protsessis tekkiv kõrvalreaktsioonisoojus on Qs. Lisaks, kuna igal akul on paratamatult takistus, tekib voolu läbimisel džauli soojus Qj. Seega on aku kogusoojus järgmiste aspektide soojuse summa: Qt = Qr + Qp + Qs + Qj.
Sõltuvalt konkreetsest laadimis- (tühjendus-) protsessist on ka aku soojuse teket põhjustavad peamised tegurid erinevad. Näiteks kui aku on tavaliselt laetud, on domineeriv tegur Qr; ja aku laadimise hilisemas etapis, elektrolüüdi lagunemise tõttu, hakkavad tekkima kõrvalreaktsioonid (kõrvalreaktsioonisoojus on Qs), kui aku on peaaegu täielikult laetud ja üle laetud, toimub peamiselt elektrolüüdi lagunemine, kus Qs domineerib. Džauli soojus Qj sõltub voolust ja takistusest. Tavaliselt kasutatakse laadimismeetodit konstantse vooluga ja Qj on sel ajal kindel väärtus. Käivitamise ja kiirendamise ajal on voolutugevus aga suhteliselt kõrge. Hübriidelektrijaamade puhul on see samaväärne kümnete kuni sadade amprite voolutugevusega. Sel ajal on Džauli soojus Qj väga suur ja sellest saab aku peamine soojuseralduse allikas.
Soojushalduse juhitavuse seisukohast on soojushaldussüsteemid (HVH) võib jagada kahte tüüpi: aktiivsed ja passiivsed. Soojuskandja seisukohast saab soojushaldussüsteemid jagada järgmiselt: õhkjahutusega (PTC õhukütteseade), vedelikjahutusega(PTC jahutusvedeliku kütteseade) ja faasimuutusega termiline salvestamine.
Jahutusvedelikuga (PTC jahutusvedeliku küttekeha) soojusülekandeks on vaja luua soojusülekandeühendus mooduli ja vedela keskkonna, näiteks veesärgi, vahel, et teostada kaudset kuumutamist ja jahutamist konvektsiooni ja soojusjuhtivuse teel. Soojusülekandekeskkond võib olla vesi, etüleenglükool või isegi külmutusagens. Otsene soojusülekanne toimub ka pooluseosa kastmisel dielektriku vedelikku, kuid lühise vältimiseks tuleb võtta isolatsioonimeetmeid.
Passiivne jahutusvedelik kasutab üldiselt vedeliku ja ümbritseva õhu vahelist soojusvahetust ning seejärel sisestatakse akusse kookonid sekundaarseks soojusvahetuseks, samas kui aktiivne jahutus kasutab primaarse jahutuse saavutamiseks mootori jahutusvedeliku ja vedeliku vahelist soojusvahetit või PTC elektrikütet/termoõlikütet. Küte, primaarne jahutus reisijatesalongi õhu/kliimaseadme külmutusagensi ja vedela keskkonnaga.
Õhku ja vedelikku kasutavate soojushaldussüsteemide puhul on struktuur liiga suur ja keeruline, kuna on vaja ventilaatoreid, veepumpasid, soojusvahetid, kütteseadmeid, torustikke ja muid lisatarvikuid, samuti tarbib see aku energiat ja vähendab aku võimsust, tihedust ja energiatihedust.
Vesijahutusega aku jahutussüsteem kasutab jahutusvedelikku (50% vett/50% etüleenglükooli), et kanda aku soojus aku jahuti kaudu kliimaseadme külmaainesüsteemi ja seejärel kondensaatori kaudu keskkonda. Aku sisselaskevee temperatuuri jahutab aku. Pärast soojusvahetust on lihtne saavutada madalam temperatuur ja akut saab reguleerida nii, et see töötaks parimal töötemperatuuri vahemikus; süsteemi põhimõte on näidatud joonisel. Külmutussüsteemi peamised komponendid on: kondensaator, elektriline kompressor, aurusti, paisventiil sulgeventiiliga, aku jahuti (paisventiil sulgeventiiliga) ja kliimaseadme torud jne; jahutusveeringlus sisaldab: elektrilist veepumpa, akut (sh jahutusplaate), aku jahuteid, veetorusid, paisupaake ja muid lisatarvikuid.
Postituse aeg: 27. aprill 2023
