1. Caractéristiques des batteries au lithium pour véhicules à énergies nouvelles
Les batteries au lithium présentent principalement les avantages d'un faible taux d'autodécharge, d'une densité énergétique élevée, de temps de cycle élevés et d'une efficacité de fonctionnement élevée pendant l'utilisation.Utiliser des batteries au lithium comme principal dispositif d’alimentation pour une nouvelle énergie équivaut à obtenir une bonne source d’énergie.Par conséquent, dans la composition des principaux composants des véhicules à énergie nouvelle, la batterie au lithium liée à la cellule de batterie au lithium est devenue son composant central le plus important et la partie centrale qui fournit de l'énergie.Pendant le processus de travail des batteries au lithium, il existe certaines exigences concernant l'environnement.Selon les résultats expérimentaux, la température de travail optimale est maintenue entre 20°C et 40°C.Une fois que la température autour de la batterie dépasse la limite spécifiée, les performances de la batterie au lithium seront considérablement réduites et la durée de vie sera considérablement réduite.Étant donné que la température autour de la batterie au lithium est trop basse, la capacité de décharge finale et la tension de décharge s'écarteront de la norme prédéfinie et il y aura une forte baisse.
Si la température ambiante est trop élevée, la probabilité d'emballement thermique de la batterie au lithium sera considérablement accrue et la chaleur interne s'accumulera à un endroit spécifique, provoquant de graves problèmes d'accumulation de chaleur.Si cette partie de la chaleur ne peut pas être exportée en douceur, ainsi que la durée de fonctionnement prolongée de la batterie au lithium, la batterie est sujette à une explosion.Ce risque pour la sécurité constitue une grande menace pour la sécurité personnelle, c'est pourquoi les batteries au lithium doivent s'appuyer sur des dispositifs de refroidissement électromagnétiques pour améliorer les performances de sécurité de l'ensemble de l'équipement lors du travail.On peut voir que lorsque les chercheurs contrôlent la température des batteries au lithium, ils doivent utiliser de manière rationnelle des dispositifs externes pour exporter de la chaleur et contrôler la température de fonctionnement optimale des batteries au lithium.Une fois que le contrôle de la température aura atteint les normes correspondantes, l'objectif de conduite sûre des véhicules à énergie nouvelle ne sera guère menacé.
2. Mécanisme de génération de chaleur de la batterie au lithium de puissance du véhicule à énergie nouvelle
Bien que ces batteries puissent être utilisées comme appareils électriques, lors de leur application réelle, les différences entre elles sont plus évidentes.Certaines batteries présentent de plus grands inconvénients, c'est pourquoi les constructeurs de véhicules à énergies nouvelles doivent les choisir avec soin.Par exemple, la batterie au plomb fournit une puissance suffisante pour la branche médiane, mais elle causera de graves dommages à l'environnement pendant son fonctionnement, et ces dommages seront irréparables plus tard.Par conséquent, afin de protéger la sécurité écologique, le pays a inclus les batteries au plomb dans la liste des interdictions.Au cours de la période de développement, les batteries nickel-hydrure métallique ont obtenu de bonnes opportunités, la technologie de développement a progressivement mûri et le champ d'application s'est également élargi.Cependant, par rapport aux batteries au lithium, ses inconvénients sont légèrement évidents.Par exemple, il est difficile pour les fabricants de batteries ordinaires de contrôler le coût de production des batteries nickel-hydrure métallique.En conséquence, le prix des batteries nickel-hydrogène sur le marché est resté élevé.Certaines marques de véhicules à énergies nouvelles qui recherchent un bon rapport coût-efficacité n’envisageront guère de les utiliser comme pièces automobiles.Plus important encore, les batteries Ni-MH sont beaucoup plus sensibles à la température ambiante que les batteries au lithium et sont plus susceptibles de prendre feu en raison des températures élevées.Après de multiples comparaisons, les batteries au lithium se démarquent et sont désormais largement utilisées dans les véhicules à énergies nouvelles.
La raison pour laquelle les batteries au lithium peuvent alimenter les véhicules à énergie nouvelle est précisément parce que leurs électrodes positives et négatives contiennent des matériaux actifs.Au cours du processus d'incorporation et d'extraction continue des matériaux, une grande quantité d'énergie électrique est obtenue, puis selon le principe de conversion d'énergie, l'énergie électrique et l'énergie cinétique Pour atteindre l'objectif d'échange, délivrant ainsi une forte puissance au les véhicules à énergie nouvelle peuvent atteindre l'objectif de marcher avec la voiture.Dans le même temps, lorsque la cellule de la batterie au lithium subit une réaction chimique, elle aura pour fonction d'absorber la chaleur et de la libérer pour achever la conversion d'énergie.De plus, l’atome de lithium n’est pas statique, il peut se déplacer en continu entre l’électrolyte et le diaphragme et il existe une résistance interne de polarisation.
Désormais, la chaleur sera également diffusée de manière appropriée.Cependant, la température autour de la batterie au lithium des véhicules à énergies nouvelles est trop élevée, ce qui peut facilement conduire à la décomposition des séparateurs positifs et négatifs.De plus, la composition de la nouvelle batterie au lithium énergétique est composée de plusieurs packs de batteries.La chaleur générée par toutes les batteries dépasse de loin celle d’une seule batterie.Lorsque la température dépasse une valeur prédéterminée, la batterie est extrêmement sujette aux explosions.
3. Technologies clés du système de gestion thermique des batteries
Pour le système de gestion de la batterie des véhicules à énergie nouvelle, tant au pays qu'à l'étranger, ils ont accordé une grande attention, lancé une série de recherches et obtenu de nombreux résultats.Cet article se concentrera sur l'évaluation précise de la puissance restante de la batterie du système de gestion thermique de la batterie du véhicule à énergie nouvelle, la gestion de l'équilibre de la batterie et les technologies clés appliquées dans lesystème de gestion thermique.
3.1 Méthode d’évaluation de la puissance résiduelle du système de gestion thermique de la batterie
Les chercheurs ont investi beaucoup d'énergie et d'efforts minutieux dans l'évaluation du SOC, en utilisant principalement des algorithmes de données scientifiques tels que la méthode intégrale ampère-heure, la méthode du modèle linéaire, la méthode du réseau neuronal et la méthode du filtre de Kalman pour réaliser un grand nombre d'expériences de simulation.Cependant, des erreurs de calcul surviennent souvent lors de l’application de cette méthode.Si l'erreur n'est pas corrigée à temps, l'écart entre les résultats du calcul deviendra de plus en plus grand.Afin de combler ce défaut, les chercheurs combinent généralement la méthode d'évaluation Anshi avec d'autres méthodes pour se vérifier mutuellement, afin d'obtenir les résultats les plus précis.Avec des données précises, les chercheurs peuvent estimer avec précision le courant de décharge de la batterie.
3.2 Gestion équilibrée du système de gestion thermique de la batterie
La gestion de l'équilibre du système de gestion thermique de la batterie est principalement utilisée pour coordonner la tension et la puissance de chaque partie de la batterie de puissance.Une fois que différentes batteries sont utilisées dans différentes parties, la puissance et la tension seront différentes.À ce stade, la gestion de l'équilibre doit être utilisée pour éliminer la différence entre les deux.Incohérence.Actuellement la technique de gestion du solde la plus utilisée
Elle est principalement divisée en deux types : l’égalisation passive et l’égalisation active.Du point de vue de l'application, les principes de mise en œuvre utilisés par ces deux types de méthodes d'égalisation sont assez différents.
(1) Solde passif.Le principe de l'égalisation passive utilise la relation proportionnelle entre la puissance de la batterie et la tension, basée sur les données de tension d'une seule chaîne de batteries, et la conversion des deux est généralement réalisée par décharge par résistance : l'énergie d'une batterie haute puissance génère de la chaleur. Grâce au chauffage par résistance, puis dissiper dans l'air pour atteindre l'objectif de perte d'énergie.Cependant, cette méthode d’égalisation n’améliore pas l’efficacité d’utilisation de la batterie.De plus, si la dissipation thermique est inégale, la batterie ne pourra pas accomplir la tâche de gestion thermique de la batterie en raison du problème de surchauffe.
(2) Solde actif.L'équilibre actif est un produit amélioré de l'équilibre passif, qui compense les inconvénients de l'équilibre passif.Du point de vue du principe de réalisation, le principe d'égalisation active ne fait pas référence au principe d'égalisation passive, mais adopte un tout autre concept nouveau : l'égalisation active ne convertit pas l'énergie électrique de la batterie en énergie thermique et la dissipe , de sorte que l'énergie élevée soit transférée. L'énergie de la batterie est transférée à la batterie basse énergie.De plus, ce type de transmission ne viole pas la loi de conservation de l'énergie et présente les avantages d'une faible perte, d'une efficacité d'utilisation élevée et de résultats rapides.Cependant, la structure de composition de la gestion des soldes est relativement compliquée.Si le point d'équilibre n'est pas correctement contrôlé, cela peut causer des dommages irréversibles au bloc batterie d'alimentation en raison de sa taille excessive.En résumé, la gestion active du solde et la gestion passive du solde présentent toutes deux des inconvénients et des avantages.Dans des applications spécifiques, les chercheurs peuvent faire des choix en fonction de la capacité et du nombre de chaînes de batteries au lithium.Les packs de batteries au lithium de faible capacité et de faible nombre conviennent à la gestion passive de l'égalisation, et les packs de batteries au lithium de haute capacité et de puissance élevée conviennent à la gestion active de l'égalisation.
3.3 Les principales technologies utilisées dans le système de gestion thermique des batteries
(1) Déterminez la plage de température de fonctionnement optimale de la batterie.Le système de gestion thermique est principalement utilisé pour coordonner la température autour de la batterie. Ainsi, afin de garantir l'effet d'application du système de gestion thermique, la technologie clé développée par les chercheurs est principalement utilisée pour déterminer la température de fonctionnement de la batterie.Tant que la température de la batterie est maintenue dans une plage appropriée, la batterie au lithium peut toujours être dans les meilleures conditions de fonctionnement, fournissant une puissance suffisante pour le fonctionnement des véhicules à énergie nouvelle.De cette manière, les performances des batteries au lithium des véhicules à énergies nouvelles peuvent toujours être en excellent état.
(2) Calcul de la plage thermique de la batterie et prévision de la température.Cette technologie implique un grand nombre de calculs de modèles mathématiques.Les scientifiques utilisent des méthodes de calcul correspondantes pour obtenir la différence de température à l'intérieur de la batterie et s'en servent comme base pour prédire le comportement thermique possible de la batterie.
(3) Sélection du fluide caloporteur.Les performances supérieures du système de gestion thermique dépendent du choix du fluide caloporteur.La plupart des véhicules à énergie nouvelle actuels utilisent de l'air/liquide de refroidissement comme moyen de refroidissement.Cette méthode de refroidissement est simple à utiliser, a un faible coût de fabrication et peut bien atteindre l'objectif de dissipation thermique de la batterie.Réchauffeur d'air PTC/Réchauffeur de liquide de refroidissement PTC)
(4) Adopter une conception de structure de ventilation et de dissipation thermique parallèle.La conception de ventilation et de dissipation thermique entre les batteries au lithium peut augmenter le flux d'air afin qu'il puisse être réparti uniformément entre les batteries, résolvant ainsi efficacement la différence de température entre les modules de batterie.
(5) Sélection du point de mesure du ventilateur et de la température.Dans ce module, les chercheurs ont utilisé un grand nombre d'expériences pour effectuer des calculs théoriques, puis ont utilisé des méthodes de mécanique des fluides pour obtenir des valeurs de consommation électrique des ventilateurs.Ensuite, les chercheurs utiliseront les éléments finis pour trouver le point de mesure de température le plus approprié afin d'obtenir avec précision des données sur la température de la batterie.
Heure de publication : 25 juin 2023
