Sistem manajemen termal baterai untuk kendaraan listrik dan masa pakai baterai memiliki dampak langsung pada hubungan. Ini karena kontrol suhu secara langsung mempengaruhi stabilitas kimia baterai dan integritas struktural fisik. Degradasi baterai, YAITU., penurunan kapasitas dan peningkatan resistensi internal. Ini pada dasarnya adalah hasil kumulatif dari reaksi elektrokimia internal dan penuaan material. Suhu yang tidak sesuai mempercepat proses ini. Dalam makalah ini, Kami menganalisis mekanisme penuaan baterai, Efek suhu pada penuaan, dan prinsip sistem manajemen termal baterai dalam tiga dimensi.
Baterai untuk kendaraan komersial seperti bus listrik biasanya baterai lithium-ion. Kehidupan baterai lithium-ion berkurang terutama karena dua proses yang tidak dapat diubah.
1. Penuaan siklik, yaitu. disebabkan oleh siklus pengisian/pelepasan. Bahan elektroda positif dan negatif dari baterai mengalami perubahan volume selama proses embedding/de-embedding ion lithium, yang dapat menyebabkan kapur struktur elektroda positif dan negatif, penumpahan zat aktif, dan seterusnya. Pada saat yang sama, Film SEI elektrolit dan elektroda terus menumbuhkan sumber elektrolit dan lithium yang dikonsumsi.
2. Penuaan Penyimpanan, YAITU., disebabkan oleh kedudukan jangka panjang. Bahkan tanpa pengisian dan pelepasan, "Pelepasan diri" masih akan terjadi di dalam baterai. Jika baterai terkena suhu tinggi, itu akan mempercepat dekomposisi elektrolit dan pembubaran ion logam. Yang selanjutnya akan merusak struktur elektroda.
Suhu adalah variabel penting dalam penuaan baterai EV. Terlalu tinggi atau terlalu rendah akan secara signifikan mempercepat degradasi.
1.1 Elektroda negatif reaksi dekomposisi berlebihan film SEI adalah penghalang utama untuk melindungi elektroda. Suhu tinggi mempercepat reaksi dekomposisi elektrolit pada permukaan elektroda negatif. Ini akan mengkonsumsi lebih banyak elektrolit dan lithium aktif, menyebabkan kerugian kapasitas yang tidak dapat diubah. Data eksperimental menunjukkan bahwa tingkat retensi kapasitas untuk 1000 siklus pada 25 ° C adalah tentang 85%, dibandingkan dengan saja 60% pada 55 ° C.. Sumber data: Jurnal Sumber Daya.
1.2 Kerusakan struktural bahan katoda. Katoda nikel-kobalt-mangan/nikel-kobalt-aluminium rentan terhadap "transformasi dari struktur berlapis ke struktur garam batu" pada suhu tinggi. Proses ini mengurangi kapasitas tertanam lithium material dan mempercepat pembusukan kapasitas.
1.3 Risiko pelarian termal baterai EV: Suhu tinggi (>60℃) akan memicu oksidasi elektrolit, menyebabkan baterai menggembung. Jika suhu terus naik (>80℃), itu mungkin memicu pelarian termal EV, langsung membatalkan baterai atau bahkan pembakaran kendaraan.
2.1 Penurunan laju difusi: Viskositas elektrolit meningkat pada suhu rendah, dan laju difusi ion lithium dalam elektrolit berkurang, mengarah pada peningkatan yang signifikan dalam resistansi internal baterai. Resistansi internal pada suhu rendah 2-5 kali lebih tinggi dari itu pada suhu kamar. Saat menagih dan mengeluarkan, tegangan polarisasi meningkat, dan logam lithium diendapkan pada permukaan elektroda negatif untuk membentuk kristal seperti jarum. Kristal seperti jarum ini disebut lithium dendrite. Itu akan menembus membran sei, menyebabkan sirkuit pendek mikro dan pembusukan kapasitas percepatan.
2.2 Penurunan aktivitas elektroda: Kesulitan de-embedding ion lithium dari bahan anoda meningkat pada suhu rendah, mengakibatkan penurunan kapasitas yang dapat digunakan aktual. Misalnya, Kapasitas baterai di -10 ℃ hanya 50% dari suhu normal. Konduktivitas elektrolit juga berkurang di bawah suhu rendah jangka panjang, Lebih lanjut mengurangi aktivitas.
Bahkan jika suhu keseluruhan paket baterai sesuai, Perbedaan suhu yang terlalu besar antara sel dapat menghasilkan kehidupan yang lebih pendek. Misalnya, Jika beberapa baterai memiliki suhu 35 ° C dan beberapa baterai memiliki suhu 25 ° C.
Tujuan inti dari sistem manajemen termal baterai EV adalah untuk mengontrol suhu baterai di "rentang operasi optimal", biasanya 25-40 ° C.. Perbedaan suhu dalam sel berkurang (≤5 ° C.), dengan demikian menekan proses penuaan. Juga perlu mengurangi perbedaan suhu antara paket baterai untuk menghambat proses penuaan yang dijelaskan di atas. TKT adalah spesialis sistem BTMS terkemuka.
Sistem Pendingin Cairan Baterai: Suhu sel baterai dikontrol di bawah 55 ° C dengan bersirkulasi pendingin untuk menghilangkan panas dari baterai. Misalnya, Sistem pendingin cairan dalam model Tesla 3 mengontrol suhu maksimum sel baterai hingga 55 ° C. Ini adalah peningkatan kehidupan siklus yang signifikan dibandingkan dengan baterai tanpa manajemen termal (Sumber Makalah Teknis Tesla). Ini menghasilkan lebih dari a 30% Peningkatan kehidupan siklus dibandingkan dengan baterai tanpa manajemen termal (sumber: Buku Putih Teknis Tesla).
Pemanasan PTC: Pada suhu musim dingin yang rendah, Sistem manajemen termal lebih dulu memanaskan baterai dari -20 ° C hingga lebih dari 5 ° C melalui pemanas PTC. Misalnya, BYD Auto dapat menghangatkan sel baterai hingga 15 ° C dalam lingkungan -10 ° C, yang meningkatkan efisiensi baterai dari 60% ke 90% (Eksperimen menunjukkan bahwa masa pakai siklus baterai 20% lebih lama dari itu tanpa pemanasan awal).
Desain aliran pendingin/cairan cairan yang sama: Dengan mengoptimalkan tata letak pipa pendingin, seperti saluran aliran serpentine dan shunt paralel. Pendekatan desain baru memastikan aliran pendingin yang seragam untuk setiap sel paket baterai, Mengontrol perbedaan suhu di dalam 5 derajat.
Tes oleh Oak Ridge National Laboratory (Ornl) menunjukkan bahwa tingkat retensi kapasitas baterai lithium besi fosfat tanpa sistem manajemen termal hanyalah 65% setelah 500 siklus di lingkungan 45 ℃; Sedangkan laju retensi kapasitas dari jenis baterai yang sama yang dilengkapi dengan sistem pendingin cairan baterai masih 82% setelah 1,000 siklus.
Sistem manajemen termal baterai untuk kendaraan listrik menghambat fenomena seperti percepatan penuaan baterai dan pelarian termal kendaraan listrik dari akar dengan secara tepat mengendalikan kisaran suhu dan mempersempit perbedaan suhu dalam paket baterai. Itu malu -malu. Sistem ini diperlukan untuk kendaraan listrik. Itu adalah bagian penting dari BMS. Sistem manajemen termal baterai mobil listrik dan Sistem Manajemen Termal Baterai Bus Listrik pada prinsipnya serupa, tetapi membutuhkan efisiensi dan keamanan pendinginan yang lebih tinggi.
Solusi TKT EV adalah ahli terkemuka dalam sistem manajemen termal baterai untuk kendaraan listrik komersial. Kami adalah produsen BTMS di Cina, mengintegrasikan desain, produksi dan penjualan. Jika Anda memiliki kebutuhan di area ini, Silakan meninggalkan pesan. Kami mendukung kustomisasi OEM/ODM. Kami telah merancang sistem terintegrasi untuk bus BYD Dan Bus listrik Tata. Sistem baru dapat mendinginkan penumpang bus listrik dan baterai secara bersamaan. Sistem yang sangat terintegrasi lebih praktis. Jika Anda memiliki kebutuhan di area ini, Silakan meninggalkan pesan.
Klik pada gambar untuk memperbesar
Facebook: https://www.facebook.com/TKTHVAC/
Linkedin: https://www.linkedin.com/company/tkt-hvac
Youtube: https://www.youtube.com/@TKTHVAC
