Batterie-Wärmemanagementsystem
Elektrisch betriebene Klimaanlage
Motorbetriebene Klimaanlage
Ladegeräte für Elektrofahrzeuge
Batterie -thermisches Managementsystem für Elektrofahrzeuge und die Batterielebensdauer haben einen direkten Einfluss auf die Beziehung. Dies liegt daran. Batterieverschlechterung, D.h., Verringerte Kapazität und erhöhter interner Widerstand. Es ist im Wesentlichen das kumulative Ergebnis interner elektrochemischer Reaktionen und materielles Altern. Ungeeignete Temperaturen beschleunigen diesen Prozess. In diesem Papier, Wir analysieren den Alterungsmechanismus der Batterie, die Auswirkung der Temperatur auf das Altern, und das Prinzip des Batterie -thermischen Managementsystems in drei Dimensionen.
Batterien für Nutzfahrzeuge wie Elektrobusse sind normalerweise Lithium-Ionen-Batterien. Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien nimmt hauptsächlich aufgrund von zwei irreversiblen Prozessen ab.
1. Zyklisches Altern, d.h.. verursacht durch Ladung/Entladungszyklen. Die Materialien der positiven und negativen Elektroden der Batterie verändern sich während des Einbettungs-/De-Embedding-Prozesses von Lithiumionen, Dies kann zum Kabeln der positiven und negativen Elektrodenstrukturen führen, Wirbelsäule, und so weiter. Gleichzeitig, Der Elektrolyt- und Elektrode -SEI -Film wächst weiter verbraucht, um Elektrolyt- und Lithiumquelle zu konsumieren.
2. Lageralterung, D.h., verursacht durch langfristiges Ansehen. Auch ohne Aufladen und Entladung, In der Batterie tritt weiterhin „Selbstentladung“ auf. Wenn die Batterie hoher Temperatur ausgesetzt ist, Es wird die Zersetzung von Elektrolyt und die Auflösung von Metallionen beschleunigen. Das wird die Elektrodenstruktur weiter schädigen.
Die Temperatur ist eine wichtige Variable bei der Alterung von EV -Batterien. Zu hoch oder zu niedrig wird der Verschlechterung erheblich beschleunigt.
1.1 Negative Elektrode Übermäßige Zersetzungsreaktion Der SEI -Film ist eine Schlüsselbarriere zum Schutz der Elektrode. Hochtemperatur beschleunigt die Zersetzungsreaktion des Elektrolyten auf der Oberfläche der negativen Elektrode. Dies wird mehr Elektrolyt und aktives Lithium verbrauchen, was zu irreversiblen Kapazitätsverlust führt. Experimentelle Daten zeigen, dass die Kapazitätspflegerate für 1000 Zyklen bei 25 ° C sind ungefähr 85%, nur im Vergleich zu 60% bei 55 ° C.. Datenquelle: Journal of Power Quellen.
1.2 Strukturschädigung von Kathodenmaterial. Nickel-Cobalt-Manganese/Nickel-Cobalt-Aluminium-Kathode ist anfällig für „Transformation von geschichtter Struktur zu Steinsalzstruktur“ bei hoher Temperatur. Dieser Prozess reduziert die Lithium -eingebettete Kapazität des Materials und beschleunigt den Kapazitätsverfall.
1.3 Risiko eines thermischen Ausflusses der EV -Batterie: Hohe Temperatur (>60℃) löst die Oxidation des Elektrolyten aus, was zu einer Batterie führt. Wenn die Temperatur weiter steigt (>80℃), Es kann den thermischen Ausreißer von EV auslösen, Direkt die Batterie oder sogar die Fahrzeugverbrennung verschrotten.
2.1 Verringerte Diffusionsrate: Die Viskosität des Elektrolyten nimmt bei niedrigen Temperaturen zu, und die Diffusionsrate von Lithiumionen im Elektrolyten nimmt ab, was zu einem signifikanten Anstieg des Innenwiderstands der Batterie führt. Der interne Widerstand bei niedriger Temperatur ist 2-5 Mal höher als bei Raumtemperatur. Beim Laden und Entladen, Die Polarisationsspannung nimmt zu, und Lithiummetall wird auf der Oberfläche der negativen Elektrode abgelagert, um nadelähnliche Kristalle zu bilden. Dieser nadelartige Kristall wird als Lithium-Dendrit bezeichnet. Es wird die SEI -Membran durchbohren, Verursacher eines Micro-Short-Schaltungs- und Beschleunigungskapazitätsverfalls.
2.2 Abnahme der Elektrodenaktivität: Die Schwierigkeit des Lithium-Ionen-De-Embedding von Anodenmaterialien steigt bei niedrigen Temperaturen, Dies führt zu einer Verringerung der tatsächlichen nutzbaren Kapazität. Zum Beispiel, Die Batteriekapazität bei -10 ° C beträgt nur 50% der normalen Temperatur. Die Elektrolytleitfähigkeit nimmt auch unter langfristiger niedriger Temperatur ab, Weitere Reduzierung der Aktivität.
Auch wenn die Gesamttemperatur des Akkus angemessen ist, Ein zu großer Temperaturunterschied zwischen den Zellen kann zu einer kürzeren Lebensdauer führen. Zum Beispiel, Wenn einige Batterien eine Temperatur von 35 ° C haben und einige Batterien eine Temperatur von 25 ° C haben.
Das Kernziel des Wärmemanagementsystems für EV -Batterie besteht darin, die Batterietemperatur im „optimalen Betriebsbereich“ zu steuern, Normalerweise 25-40 ° C.. Der Temperaturunterschied in der Zelle ist verringert (≤ 5 ° C.), somit den Alterungsprozess unterdrücken. Es ist auch notwendig, den Temperaturunterschied zwischen den Akkus zu verringern, um den oben beschriebenen Alterungsprozess zu hemmen. TKT ist der führende BTMS -Systemspezialist.
Batterieflüssigkeitskühlsystem: Die Temperatur der Batteriezelle wird durch zirkulierende Kühlmittel unter 55 ° C gesteuert, um den Wärme aus der Batterie zu entfernen. Zum Beispiel, Das flüssige Kühlsystem im Tesla-Modell 3 steuert die maximale Temperatur der Batteriezellen auf 55 ° C.. Dies ist eine signifikante Zunahme der Zyklusdauer im Vergleich zu Batterien ohne thermisches Management (Quelle Tesla Technisches Papier). Dies führt zu mehr als a 30% Erhöhung der Zykluslebensdauer im Vergleich zu Batterien ohne thermisches Management (Quelle: Tesla Technical White Paper).
PTC -Erwärmung: Bei niedrigen Wintertemperaturen, Das thermische Managementsystem heigt die Batterie über eine PTC -Heizung von -20 ° C auf mehr als 5 ° C. Zum Beispiel, BYD Auto kann die Batteriezelle in einer Umgebung von -10 ° C auf 15 ° C erwärmen, Dies erhöht die Batterieeffizienz von 60% Zu 90% (Experimente zeigen, dass die Lebensdauer der Batteriezyklus ist 20% länger als das ohne Vorheizen).
Flüssigkühlung/Flüssigheizung gleicher Durchflussdesign: Durch Optimierung des Layouts der Kühlpipeline, wie Serpentinenflusskanal und paralleler Shunt. Der neue Designansatz sorgt für einen gleichmäßigen Kühlmittelfluss für jede Akku -Pack -Zelle, Kontrolle der Temperaturdifferenz innerhalb 5 Grad.
Tests des Oak Ridge National Laboratory (Ornl) Zeigen Sie, dass die Kapazitätspflegerate von Lithium -Eisen -Phosphatbatterien ohne thermisches Managementsystem nur beträgt 65% nach 500 Zyklen in 45 ℃ Umgebung; Während die Kapazitätspflegerate der gleichen Art von Batterie mit Batterie-Flüssigkeits-Kühlsystem ausgestattet ist 82% nach 1,000 Zyklen.
Das Batterie -thermische Managementsystem für Elektrofahrzeuge hemmt Phänomene wie beschleunigter Batteriealterung und thermischer Ausreißer von Elektrofahrzeugen aus der Wurzel, indem der Temperaturbereich genau gesteuert und die Temperaturdifferenz innerhalb des Akkus eingebaut wird. Es ist schüchtern. Dieses System ist für Elektrofahrzeuge notwendig. Es ist ein wichtiger Teil von BMS. Thermalmanagementsysteme für Elektroautos und Systeme Wärmemanagementsysteme für elektrische Busbatterien sind grundsätzlich ähnlich, erfordern jedoch eine höhere Kühlungseffizienz und Sicherheit.
TKT EV-Lösung ist ein führender Experte für thermische Managementsysteme für Batterie für kommerzielle Elektrofahrzeuge. Wir sind BTMS -Hersteller in China, Design integrieren, Produktion und Verkauf. Wenn Sie in diesem Bereich Bedürfnisse haben, Bitte hinterlassen Sie eine Nachricht. Wir unterstützen die OEM/ODM -Anpassung. Wir haben entworfen Integriertes System für BYD -Busse Und Tatas elektrische Busse. Das neue System kann die Passagiere der Elektrobus und die Batterie gleichzeitig zusammenkühlen. Hoch integriertes System ist praktischer. Wenn Sie in diesem Bereich die Notwendigkeit haben, Bitte hinterlassen Sie eine Nachricht.
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