1. Energia berriko ibilgailuetarako litiozko baterien ezaugarriak
Litiozko bateriak, batez ere, autodeskarga-tasa baxua, energia-dentsitate handia, ziklo-denbora altuak eta funtzionamendu-eraginkortasun handia dituzte erabileran zehar.Litiozko bateriak energia berrietarako energia-gailu nagusi gisa erabiltzea energia-iturri on bat lortzearen parekoa da.Hori dela eta, energia berrien ibilgailuen osagai nagusien osaeran, litiozko bateriaren zelularekin lotutako litiozko bateria paketea bere osagai garrantzitsuena eta energia ematen duen oinarrizko zatia bihurtu da.Litiozko baterien lan-prozesuan, inguruko ingurunerako baldintza batzuk daude.Emaitza esperimentalen arabera, lan-tenperatura optimoa 20 °C eta 40 °C artean mantentzen da.Bateriaren inguruko tenperatura zehaztutako muga gainditzen duenean, litiozko bateriaren errendimendua asko murriztuko da eta zerbitzu-bizitza asko murriztuko da.Litiozko bateriaren inguruko tenperatura baxuegia denez, azken deskarga-gaitasuna eta deskarga-tentsioa aurrez ezarritako estandarretik desbideratuko dira eta beherakada handia izango da.
Giro-tenperatura altuegia bada, litiozko bateriaren ihes termikoaren probabilitatea asko hobetuko da, eta barne-beroa toki zehatz batean bilduko da, beroa pilatzeko arazo larriak eraginez.Beroaren zati hori ezin bada leunki esportatu, litiozko bateriaren lan denbora luzearekin batera, bateria lehertzeko joera dago.Segurtasun-arrisku honek mehatxu handia dakar norberaren segurtasunarentzat, beraz, litiozko bateriek hozte elektromagnetikoko gailuetan oinarritu behar dute ekipo orokorraren segurtasun-errendimendua hobetzeko lanean ari direnean.Ikusten denez, ikertzaileek litiozko baterien tenperatura kontrolatzen dutenean, arrazionalki erabili behar dituzte kanpoko gailuak beroa esportatzeko eta litiozko baterien funtzionamendu-tenperatura optimoa kontrolatzeko.Tenperatura kontrola dagozkion estandaretara iritsi ondoren, energia berrien ibilgailuen gidatzeko xede segurua ia ez da mehatxatuko.
2. Energia berriko ibilgailuen energia litiozko bateriaren beroa sortzeko mekanismoa
Bateria hauek energia-gailu gisa erabil daitezkeen arren, benetako aplikazio-prozesuan, haien arteko desberdintasunak nabariagoak dira.Bateria batzuek desabantaila handiagoak dituzte, beraz, energia berrien ibilgailuen fabrikatzaileek arretaz aukeratu beharko lukete.Esaterako, berun-azido bateriak erdiko adarrerako energia nahikoa ematen du, baina bere funtzionamenduan zehar ingurugiroari kalte handia eragingo dio, eta kalte hori konponezina izango da geroago.Hori dela eta, segurtasun ekologikoa babesteko, herrialdeak berun-azidozko bateriak debekatuta dauden zerrendan sartu ditu.Garapen-aldian, nikel-metal hidruro bateriek aukera onak lortu dituzte, garapen-teknologia pixkanaka heldu da eta aplikazio-eremua ere zabaldu da.Hala ere, litiozko pilekin alderatuta, bere desabantailak apur bat nabariak dira.Esate baterako, bateria-fabrikatzaile arruntentzat zaila da nikel-metal hidruro baterien ekoizpen-kostua kontrolatzea.Ondorioz, nikel-hidrogeno baterien prezioa altua mantendu da merkatuan.Kostuen errendimendua bilatzen duten energia-marka berri batzuek nekez hartuko dute kontuan auto pieza gisa erabiltzea.Are garrantzitsuagoa dena, Ni-MH bateriak litiozko bateriak baino askoz sentikorragoak dira giro-tenperaturarekiko, eta tenperatura altuengatik su har dezaten litekeena da.Hainbat konparaketa egin ondoren, litiozko bateriak nabarmentzen dira eta gaur egun asko erabiltzen dira energia berriko ibilgailuetan.
Litiozko bateriek energia berriko ibilgailuei energia emateko arrazoia, hain zuzen, haien elektrodo positibo eta negatiboek material aktiboak dituztelako da.Materialak etengabe txertatzeko eta erauzteko prozesuan, energia elektriko kopuru handia lortzen da, eta, ondoren, energia bihurtzeko printzipioaren arabera, energia elektrikoa eta energia zinetikoaren arabera, elkartrukearen helburua lortzeko, horrela potentzia sendoa emanez. energia berriko ibilgailuek, autoarekin ibiltzeko helburua lor dezakete.Aldi berean, litiozko bateriaren zelulak erreakzio kimiko bat jasaten duenean, beroa xurgatzeko eta beroa askatzeko funtzioa izango du energia bihurtzeko.Gainera, litio-atomoa ez da estatikoa, elektrolitoaren eta diafragmaren artean etengabe mugi daiteke eta polarizazio barne-erresistentzia dago.
Orain, beroa ere behar bezala askatuko da.Hala ere, energia berrien ibilgailuen litiozko bateriaren inguruko tenperatura altuegia da, eta horrek bereizle positiboak eta negatiboak deskonposatzea erraz dezake.Horrez gain, energia litiozko bateria berriaren konposizioa hainbat bateria-paketez osatuta dago.Bateria pakete guztiek sortzen duten beroak bateria bakarrarena askoz gainditzen du.Tenperaturak aurrez zehaztutako balio bat gainditzen duenean, bateriak lehertzeko joera handia du.
3. Baterien kudeaketa termikoaren sistemaren funtsezko teknologiak
Energia berrien ibilgailuen bateriak kudeatzeko sistemari dagokionez, bai etxean eta baita atzerrian ere, arreta handia eman dute, ikerketa batzuk jarri dituzte martxan eta emaitza asko lortu dituzte.Artikulu hau energia berriko ibilgailuen bateriaren kudeaketa termikoaren sistemaren gainerako bateriaren potentziaren ebaluazio zehatzean, bateriaren oreka kudeatzen eta teknologian aplikatutako funtsezko teknologietan zentratuko da.kudeaketa termikoaren sistema.
3.1 Baterien kudeaketa termikoaren sistema hondar potentzia ebaluatzeko metodoa
Ikertzaileek energia eta ahalegin handia inbertitu dute SOC ebaluazioan, batez ere datu zientifikoko algoritmoak erabiliz, hala nola ampere-orduko metodo integrala, eredu linealaren metodoa, neurona-sarearen metodoa eta Kalman iragazki metodoa simulazio esperimentu ugari egiteko.Hala ere, kalkulu-akatsak askotan gertatzen dira metodo hau aplikatzean.Errorea garaiz zuzentzen ez bada, kalkuluaren emaitzen arteko tartea gero eta handiagoa izango da.Akats hori konpontzeko, ikertzaileek Anshi ebaluazio metodoa beste metodo batzuekin konbinatu ohi dute elkar egiaztatzeko, emaitzarik zehatzenak lortzeko.Datu zehatzekin, ikertzaileek bateriaren deskarga-korrontea zehaztasunez kalkula dezakete.
3.2 Baterien kudeaketa termikoaren kudeaketa orekatua
Bateriaren kudeaketa termikoaren sistemaren oreka kudeaketa bateriaren zati bakoitzaren tentsioa eta potentzia koordinatzeko erabiltzen da batez ere.Pila desberdinak zati ezberdinetan erabili ondoren, potentzia eta tentsioa desberdinak izango dira.Une honetan, oreka kudeaketa erabili behar da bien arteko aldea kentzeko.Inkoherentzia.Gaur egun oreka kudeatzeko teknikarik erabiliena
Batez ere bi motatan banatzen da: berdinketa pasiboa eta berdinketa aktiboa.Aplikazioaren ikuspegitik, berdinketa-metodo bi mota hauek erabiltzen dituzten ezarpen-printzipioak nahiko desberdinak dira.
(1) Balantze pasiboa.Berdinketa pasiboaren printzipioak bateriaren potentziaren eta tentsioaren arteko erlazio proportzionala erabiltzen du, bateria-kate bakar baten tentsio-datuetan oinarrituta, eta bi horien bihurketa, oro har, erresistentzia-deskargaren bidez lortzen da: potentzia handiko bateria baten energiak beroa sortzen du. erresistentzia-berokuntzaren bidez, gero airean barreiatu energia galtzearen helburua lortzeko.Hala ere, berdinketa metodo honek ez du bateriaren erabileraren eraginkortasuna hobetzen.Horrez gain, beroaren xahupena irregularra bada, bateriak ezin izango du bateriaren kudeaketa termikoaren zeregina bete, gainberotzearen arazoa dela eta.
(2) Balantze aktiboa.Balantze aktiboa oreka pasiboaren produktu berritua da, oreka pasiboaren desabantailak konpontzen dituena.Errealizazio-printzipioaren ikuspuntutik, berdinketa aktiboaren printzipioak ez du berdinketa pasiboaren printzipioa aipatzen, baizik eta guztiz bestelako kontzeptu berri bat hartzen du: berdinketa aktiboak ez du bateriaren energia elektrikoa bero-energia bihurtzen eta xahutzen du. , energia altua transferitzen da Bateriako energia energia baxuko bateriara transferitzen da.Gainera, transmisio mota honek ez du energiaren kontserbazioaren legea urratzen, eta galera txikia, erabilera eraginkortasun handia eta emaitza azkarrak ditu abantailak.Hala ere, balantzearen kudeaketaren osaera-egitura nahiko korapilatsua da.Oreka-puntua behar bezala kontrolatzen ez bada, potentzia-baterian kalte itzulezinak eragin ditzake bere tamaina handiegia dela eta.Laburbilduz, saldoen kudeaketa aktiboak zein saldoen kudeaketa pasiboak desabantailak eta abantailak dituzte.Aplikazio zehatzetan, ikertzaileek aukerak egin ditzakete litiozko baterien edukieraren eta kate kopuruaren arabera.Edukiera baxuko eta kopuru baxuko litiozko bateria paketeak egokiak dira berdinketa pasiboaren kudeaketarako, eta ahalmen handiko eta kopuru handiko litiozko bateria paketeak egokiak dira berdinketa aktiboaren kudeaketarako.
3.3 Baterien kudeaketa termikoaren sisteman erabiltzen diren teknologia nagusiak
(1) Zehaztu bateriaren funtzionamendu-tenperatura-tarte optimoa.Kudeaketa termikoa bateriaren inguruko tenperatura koordinatzeko erabiltzen da batez ere, beraz, kudeaketa termikoaren sistemaren aplikazio efektua bermatzeko, ikertzaileek garatutako gako teknologia bateriaren funtzionamendu-tenperatura zehazteko erabiltzen da batez ere.Bateriaren tenperatura tarte egoki baten barruan mantentzen den bitartean, litiozko bateria beti egon daiteke funtzionamendu-egoera onenean, energia berriko ibilgailuen funtzionamendurako nahikoa potentzia emanez.Modu honetan, energia berriko ibilgailuen litiozko bateriaren errendimendua egoera bikainean egon daiteke beti.
(2) Bateriaren barruti termikoaren kalkulua eta tenperatura iragarpena.Teknologia honek eredu matematikoen kalkulu ugari dakar.Zientzialariek dagozkion kalkulu-metodoak erabiltzen dituzte bateriaren barruko tenperatura-diferentzia lortzeko, eta hori erabiltzen dute bateriaren jokaera termikoa izan daitekeen aurreikusteko.
(3) Bero-transferentziarako medioa hautatzea.Kudeaketa termikoaren sistemaren errendimendu handiagoa bero-transferentziarako medio aukeratzearen araberakoa da.Egungo energia berriko ibilgailu gehienek airea/hozgarria erabiltzen dute hozte-medio gisa.Hozte-metodo hau funtzionatzeko erraza da, fabrikazio kostu txikia da eta bateriaren beroa xahutzeko helburua ondo lor dezake.PTC aire berogailua/PTC hozgarri-berogailua)
(4) Hartu aireztapen paraleloa eta beroa xahutzeko egituraren diseinua.Litiozko bateria-paketeen arteko aireztapena eta beroa xahutzeko diseinuak aire-fluxua zabal dezake bateria-paketeen artean uniformeki banatu ahal izateko, bateria-moduluen arteko tenperatura-aldea modu eraginkorrean konponduz.
(5) Fan eta tenperatura neurtzeko puntuen hautaketa.Modulu honetan, ikertzaileek esperimentu ugari erabili zituzten kalkulu teorikoak egiteko, eta, ondoren, fluidoen mekanikaren metodoak erabili zituzten haizagailuen potentzia-kontsumoaren balioak lortzeko.Ondoren, ikertzaileek elementu finituak erabiliko dituzte tenperatura neurtzeko puntu egokiena aurkitzeko, bateriaren tenperaturaren datuak zehaztasunez lortzeko.
Argitalpenaren ordua: 2023-06-25
