Aku termiline haldamine
Aku tööprotsessi ajal mõjutab temperatuur oluliselt selle jõudlust. Liiga madal temperatuur võib põhjustada aku mahtuvuse ja võimsuse järsku langust ning isegi lühise. Aku termilise haldamise olulisus muutub üha olulisemaks, kuna liiga kõrge temperatuur võib põhjustada aku lagunemist, korrodeerumist, süttimist või isegi plahvatust. Toiteaku töötemperatuur on jõudluse, ohutuse ja aku tööea määramisel võtmetegur. Jõudluse seisukohast vähendab liiga madal temperatuur aku aktiivsust, mille tulemuseks on laadimis- ja tühjenemisjõudluse vähenemine ning aku mahtuvuse järsk langus. Võrdluses leiti, et kui temperatuur langes 10 °C-ni, oli aku tühjendusvõimsus 93% normaaltemperatuuri omast; kui temperatuur langes aga -20 °C-ni, oli aku tühjendusvõimsus vaid 43% normaaltemperatuuri omast.
Li Junqiu ja teiste uuringud on näidanud, et ohutuse seisukohast kiirenevad aku kõrvalreaktsioonid liiga kõrge temperatuuri korral. Kui temperatuur läheneb 60 °C-le, lagunevad aku sisemised materjalid/aktiivsed ained ja tekib "termiline läbimurre", mis põhjustab temperatuuri järsu tõusu isegi 400–1000 ℃-ni, mis omakorda võib viia tulekahju ja plahvatuseni. Kui temperatuur on liiga madal, tuleb aku laadimiskiirust hoida madalamal, vastasel juhul laguneb aku liitium ja tekib sisemine lühis, mis omakorda süttib.
Aku eluea seisukohast ei saa temperatuuri mõju aku elueale ignoreerida. Madala temperatuuriga laadimisele kalduvates akudes lüheneb liitiumi sadestumine aku tsüklite eluiga kiiresti kümnete kordadeni ning kõrge temperatuur mõjutab oluliselt aku kalendrieluiga ja tsüklite eluiga. Uuring näitas, et temperatuuril 23 ℃ on aku kalendrieluiga 80% allesjäänud mahutavusega umbes 6238 päeva, kuid temperatuuri tõustes 35 ℃-ni on kalendrieluiga umbes 1790 päeva ja temperatuuri tõustes 55 ℃-ni on kalendrieluiga umbes 6238 päeva, kokku 272 päeva.
Praegu on aku termiline haldamine kulude ja tehniliste piirangute tõttu keeruline (BTMS) ei ole juhtivate keskkondade kasutamisel ühtne ja seda saab jagada kolmeks peamiseks tehniliseks teeks: õhkjahutus (aktiivne ja passiivne), vedelikjahutus ja faasimuutusmaterjalid (PCM). Õhkjahutus on suhteliselt lihtne, lekkeohtu pole ja on ökonoomne. See sobib LFP akude ja väikeautode väljade esialgseks arendamiseks. Vedelikjahutuse mõju on parem kui õhkjahutusel ja maksumus on suurem. Võrreldes õhuga on vedeljahutuskeskkonnal suur erisoojusmahtuvus ja kõrge soojusülekandetegur, mis kompenseerib tõhusalt madala õhkjahutuse efektiivsuse tehnilist puudujääki. See on praegu sõiduautode peamine optimeerimisplaan. Zhang Fubin tõi oma uuringus välja, et vedelikjahutuse eeliseks on kiire soojuse hajumine, mis tagab akupaki ühtlase temperatuuri ja sobib suure soojustootmisega akupakkidele; puudusteks on kõrge hind, ranged pakendamisnõuded, vedeliku lekkeoht ja keeruline struktuur. Faasimuutusmaterjalidel on nii soojusvahetuse efektiivsus kui ka kulueelised ning madalad hoolduskulud. Praegune tehnoloogia on veel laborijärgus. Faasimuutusmaterjalide termilise haldamise tehnoloogia pole veel täielikult välja arenenud ja see on tulevikus akude termilise haldamise kõige potentsiaalsem arengusuund.
Üldiselt on vedelikjahutus praegune peamine tehnoloogia, peamiselt järgmistel põhjustel:
(1) Ühelt poolt on praegustel tavapärastel kõrge niklisisaldusega kolmekomponentsetel akudel halvem termiline stabiilsus kui liitium-raudfosfaatakudel, madalam termiline läbijooksutemperatuur (lagunemistemperatuur liitium-raudfosfaadil 750 °C, kolmekomponentsetel liitiumakudel 300 °C) ja suurem soojuse tootmine. Teisest küljest on uued liitium-raudfosfaadi rakendustehnoloogiad, nagu BYD teraaku ja Ningde ajastu CTP, kaotanud moodulid, parandanud ruumikasutust ja energiatihedust ning edendanud veelgi aku termilist haldamist õhkjahutusega tehnoloogialt vedelikjahutusega tehnoloogiale üleminekuks.
(2) Toetuste vähendamise suuniste ja tarbijate mure sõiduulatuse pärast mõjutatuna suureneb elektriautode sõiduulatus jätkuvalt ning aku energiatiheduse nõuded muutuvad üha kõrgemaks. Suurema soojusülekande efektiivsusega vedelikjahutustehnoloogia nõudlus on suurenenud.
(3) Mudelid arenevad keskmise ja kõrgema hinnaklassi mudelite suunas, millel on piisav eelarve, mugavuse taotlemine, madal komponentide rikketaluvus ja kõrge jõudlus ning vedelikjahutuslahendus vastab paremini nõuetele.
Olenemata sellest, kas tegemist on traditsioonilise auto või uue energiaga sõidukiga, tarbijate nõudlus mugavuse järele kasvab ja kokpiti soojushalduse tehnoloogia on muutunud eriti oluliseks. Külmutusmeetodite osas kasutatakse tavaliste kompressorite asemel jahutamiseks elektrilisi kompressoreid ja akud on tavaliselt ühendatud kliimaseadmete jahutussüsteemidega. Traditsioonilised sõidukid kasutavad peamiselt kaldplaadi tüüpi, samas kui uue energiaga sõidukid kasutavad peamiselt keeristüüpi. Sellel meetodil on kõrge efektiivsus, kerge kaal, madal müratase ja see sobib hästi elektrilise ajamienergiaga. Lisaks on konstruktsioon lihtne, töö stabiilne ja mahuline efektiivsus on 60% suurem kui kaldplaadi tüübil. %. Küttemeetodi osas on PTC küte (PTC õhukütteseade/PTC jahutusvedeliku soojendi) on vaja ja elektriautodel puuduvad tasuta soojusallikad (näiteks sisepõlemismootori jahutusvedelik)
Postituse aeg: 07.07.2023
