Salah satu teknologi utama kendaraan energi baru adalah baterai bertenaga.Kualitas baterai menentukan harga kendaraan listrik di satu sisi, dan jarak tempuh kendaraan listrik di sisi lain.Faktor kunci untuk penerimaan dan adopsi yang cepat.
Menurut karakteristik penggunaan, persyaratan dan bidang penerapan baterai daya, penelitian dan pengembangan jenis baterai daya di dalam dan luar negeri secara kasar adalah: baterai timbal-asam, baterai nikel-kadmium, baterai nikel-metal hidrida, baterai lithium-ion, sel bahan bakar, dll., di antaranya pengembangan baterai lithium-ion mendapat perhatian paling besar.
Perilaku pembangkitan panas baterai daya
Sumber panas, laju pembangkitan panas, kapasitas panas baterai, dan parameter terkait lainnya dari modul baterai daya berkaitan erat dengan sifat baterai.Panas yang dikeluarkan baterai bergantung pada sifat kimia, mekanik, dan kelistrikan serta karakteristik baterai, terutama sifat reaksi elektrokimia.Energi panas yang dihasilkan dalam reaksi baterai dapat dinyatakan dengan panas reaksi baterai Qr;polarisasi elektrokimia menyebabkan tegangan aktual baterai menyimpang dari gaya gerak listrik kesetimbangannya, dan kehilangan energi yang disebabkan oleh polarisasi baterai dinyatakan dengan Qp.Selain reaksi baterai yang berlangsung sesuai persamaan reaksi, terdapat juga beberapa reaksi samping.Reaksi samping yang umum termasuk dekomposisi elektrolit dan pengosongan otomatis baterai.Panas reaksi samping yang dihasilkan dalam proses ini adalah Qs.Selain itu, karena baterai apa pun pasti mempunyai hambatan, panas Joule Qj akan dihasilkan ketika arus mengalir.Oleh karena itu, kalor total baterai adalah penjumlahan kalor dari aspek berikut: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Tergantung pada proses pengisian (pengosongan) spesifiknya, faktor utama yang menyebabkan baterai menghasilkan panas juga berbeda.Misalnya, ketika baterai terisi normal, Qr merupakan faktor dominan;dan pada tahap akhir pengisian baterai, akibat penguraian elektrolit, reaksi samping mulai terjadi (panas reaksi samping adalah Qs), ketika baterai hampir terisi penuh dan diisi daya berlebih, Yang terutama terjadi adalah penguraian elektrolit, dengan Qs mendominasi .Panas Joule Qj bergantung pada arus dan hambatan.Metode pengisian yang umum digunakan dilakukan pada arus konstan, dan Qj adalah nilai spesifik saat ini.Namun saat start-up dan akselerasi, arusnya relatif tinggi.Untuk HEV, ini setara dengan arus puluhan ampere hingga ratusan ampere.Saat ini, panas Joule Qj sangat besar dan menjadi sumber utama pelepasan panas baterai.
Dari perspektif pengendalian manajemen termal, sistem manajemen termal dapat dibagi menjadi dua jenis: aktif dan pasif.Dari perspektif media perpindahan panas, sistem manajemen termal dapat dibagi menjadi: penyimpanan termal berpendingin udara, berpendingin cairan, dan penyimpanan termal perubahan fasa.
Manajemen termal dengan udara sebagai media perpindahan panas
Media perpindahan panas mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kinerja dan biaya sistem manajemen termal.Penggunaan udara sebagai media perpindahan panas adalah dengan memasukkan udara secara langsung sehingga mengalir melalui modul baterai untuk mencapai tujuan pembuangan panas.Umumnya, kipas angin, ventilasi masuk dan keluar serta komponen lainnya diperlukan.
Menurut berbagai sumber pemasukan udara, umumnya ada bentuk-bentuk berikut:
1 Pendinginan pasif dengan ventilasi udara luar
2. Pendinginan/pemanasan pasif untuk ventilasi udara kompartemen penumpang
3. Pendinginan/pemanasan aktif udara luar atau ruang penumpang
Struktur sistem pasif relatif sederhana dan memanfaatkan langsung lingkungan yang ada.Misalnya, jika baterai perlu dipanaskan di musim dingin, lingkungan panas di kompartemen penumpang dapat digunakan untuk menghirup udara.Jika suhu baterai terlalu tinggi saat berkendara dan efek pendinginan udara di dalam kabin kurang baik, udara dingin dari luar dapat dihirup untuk mendinginkannya.
Untuk sistem aktif, sistem terpisah perlu dibuat untuk menyediakan fungsi pemanasan atau pendinginan dan dikontrol secara independen sesuai dengan status baterai, yang juga meningkatkan konsumsi energi dan biaya kendaraan.Pilihan sistem yang berbeda terutama bergantung pada kebutuhan penggunaan baterai.
Manajemen termal dengan cairan sebagai media perpindahan panas
Untuk perpindahan panas dengan media cair, perlu dibangun komunikasi perpindahan panas antara modul dengan media cair, seperti jaket air, untuk melakukan pemanasan dan pendinginan tidak langsung berupa konveksi dan konduksi panas.Media perpindahan panas dapat berupa air, etilen glikol atau bahkan Refrigeran.Ada juga perpindahan panas langsung dengan merendam potongan tiang dalam cairan dielektrik, namun tindakan isolasi harus dilakukan untuk menghindari korsleting.
Pendinginan cair pasif umumnya menggunakan pertukaran panas udara-cair dan kemudian memasukkan kepompong ke dalam baterai untuk pertukaran panas sekunder, sedangkan pendinginan aktif menggunakan penukar panas medium cairan-pendingin mesin, atau pemanas listrik/pemanas oli termal untuk mencapai pendinginan primer.Pemanasan, pendinginan primer dengan media pendingin udara/AC kabin penumpang-cair.
Sistem manajemen termal dengan media udara dan cairan membutuhkan kipas angin, pompa air, penukar panas, pemanas (Pemanas udara PTC), saluran pipa dan aksesori lainnya membuat strukturnya terlalu besar dan rumit, dan juga menghabiskan energi baterai, susunan Kepadatan daya dan kepadatan energi baterai diturunkan.
(pendingin PTCpemanas) Sistem pendingin baterai berpendingin air menggunakan cairan pendingin (50% air/50% etilen glikol) untuk mentransfer panas dari baterai ke sistem pendingin AC melalui pendingin baterai, dan kemudian ke lingkungan melalui kondensor.Suhu air yang diimpor mudah untuk mencapai suhu yang lebih rendah setelah pertukaran panas dengan pendingin baterai, dan baterai dapat disesuaikan untuk beroperasi pada kisaran suhu kerja terbaik;prinsip sistem ditunjukkan pada gambar.Komponen utama sistem refrigeran meliputi: kondensor, kompresor listrik, evaporator, katup ekspansi dengan katup penghenti, pendingin baterai (katup ekspansi dengan katup penghenti) dan pipa AC, dll;rangkaian air pendingin meliputi:pompa air listrik, baterai (termasuk pelat pendingin), pendingin baterai, pipa air, tangki ekspansi, dan aksesori lainnya.
Waktu posting: 13 Juli-2023
