Pozadie tepelného manažmentu batériového systému elektrického vozidla
S rýchlym rozvojom výrobného priemyslu čelí čínsky automobilový priemysel výzvam priemyselnej transformácie, znižovania emisií, energetickej krízy a nízkouhlíkového rozvoja. Vývoj nových energetických vozidiel sa stal jediným spôsobom, ako znížiť závislosť automobilového priemyslu od ropy a znečistenie výfukovými plynmi. Na podporu nového energetického automobilového priemyslu bola vydaná séria rozvojových plánov, finančných dotácií a plánov daňových stimulov na podporu rozvoja nového energetického automobilového priemyslu.
Batéria je hlavnou zložkou na uchovávanie energie elektrického vozidla, zložená z lítiových batérií, ktorá priamo ovplyvňuje výkon elektrického vozidla. Vzhľadom na obmedzený priestor vo vozidle na nakladanie batérií je veľký aj počet batérií potrebných na správnu prevádzku. Batérie sa vybíjajú rôznou rýchlosťou a generujú veľa tepla rôznou rýchlosťou. Okrem toho akumulácia času a vplyv priestoru akumulujú veľké množstvo tepla, čo má za následok komplexnú a premenlivú teplotu prevádzkového prostredia batérie. Nárast teploty batérie vážne ovplyvňuje prevádzku, životnosť cyklu, prijateľnosť nabitia, výkon a energiu batérie, bezpečnosť a spoľahlivosť elektrochemického systému. Ak akumulátor elektrického vozidla nedokáže včas odviesť teplo, teplota systému akumulátora bude príliš vysoká alebo nerovnomerne rozložená. V dôsledku toho sa zníži účinnosť cyklu nabíjania a vybíjania batérie a ovplyvní sa aj výkon a energia batérie. V závažných prípadoch dôjde k úniku tepla, čo ovplyvní bezpečnosť a spoľahlivosť systému. Okrem toho v dôsledku hustého usporiadania vykurovacích článkov nevyhnutne dôjde k väčšej akumulácii tepla v strednej oblasti a menej okrajových oblastí zvýši teplotnú nerovnováhu medzi článkami v batérii, čo má za následok, že nerovnováha vo výkone v konečnom dôsledku ovplyvňuje konzistentnosť výkonu batérie a presnosť odhadu stavu nabitia batérie (SOC), ako aj systémové riadenie elektrických vozidiel.
Princíp činnosti lítium-iónových batérií je v podstate redoxná reakcia medzi vnútornými kladnými a zápornými elektródami a elektrolytom. Pri nízkej teplote sa rýchlosť reakcie aktívneho materiálu interkalujúceho lítium na povrchu elektródy spomaľuje a koncentrácia lítiových iónov v aktívnom materiáli klesá, čo povedie k zníženiu rovnovážneho potenciálu batérie, zvýšeniu vnútorného odpor a zníženie vybíjacej kapacity. Pri extrémne nízkych teplotách elektrolyt zamrzne a batériu nemožno vybiť, čo výrazne ovplyvní výkon batériového systému pri nízkych teplotách, čo má za následok zníženie výkonu a zníženie dojazdu elektrických vozidiel. Navyše, pri nabíjaní v nízkoteplotnom prostredí sa na povrchu zápornej elektródy ľahko vytvára usadzovanie lítia. Nahromadenie kovového lítia na povrchu zápornej elektródy prepichne oddeľovač batérie, čo spôsobí skrat medzi kladnou a zápornou elektródou batérie, čo ohrozuje bezpečnosť batérie. Bezpečnosť nízkoteplotného nabíjania batériových systémov elektrických vozidiel výrazne obmedzuje propagáciu elektrických vozidiel v chladných oblastiach.
Preto, aby sa zlepšil výkon vozidla a maximalizoval výkon a životnosť akumulátora, je potrebné optimalizovať štruktúru akumulátora a navrhnúť systém tepelného manažmentu BTMS, ktorý sa dokáže prispôsobiť vysokým a nízkym teplotám. batérie elektrických vozidiel.
