전기 자동차 및 배터리 수명을위한 배터리 열 관리 시스템은 관계에 직접적인 영향을 미칩니다.. 온도 제어가 배터리 화학적 안정성과 물리적 구조적 무결성에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.. 배터리 저하, 즉., 용량 감소 및 내부 저항 증가. 본질적으로 내부 전기 화학 반응 및 재료 노화의 누적 결과입니다.. 부적합한 온도는이 과정을 가속화합니다. 이 논문에서, 배터리의 노화 메커니즘을 분석합니다, 노화에 대한 온도의 영향, 3 차원의 배터리 열 관리 시스템의 원리.
전기 버스와 같은 상업용 차량 용 배터리는 일반적으로 리튬 이온 배터리입니다.. 리튬 이온 배터리의 수명은 주로 돌이킬 수없는 두 가지 프로세스로 인해 감소합니다..
1. 순환 노화, 즉. 전하/배출 주기로 인해 발생합니다. 배터리의 양성 및 음성 전극의 재료는 리튬 이온의 임베딩/탈 베드 딩 공정 동안 부피 변화를 겪습니다., 양수 및 음성 전극 구조의 분필로 이어질 수 있습니다., 활성 물질의 흘림, 등등. 동시에, 전해질과 전극 SEI 필름은 계속해서 전해질과 리튬 공급원을 늘립니다..
2. 스토리지 노화, 즉., 장기 서기로 인해 발생합니다. 충전 및 배출 없이도, "자체 전하"는 여전히 배터리 내부에서 발생합니다. 배터리가 고온에 노출되는 경우, 그것은 전해질의 분해와 금속 이온의 용해를 가속화합니다.. 그것은 전극 구조를 더 손상시킬 것입니다.
온도는 EV 배터리의 노화에서 중요한 변수입니다.. 너무 높거나 너무 낮아서 저하가 크게 가속화됩니다..
1.1 음성 전극 과도한 분해 반응 SEI 필름은 전극을 보호하기위한 핵심 장벽입니다.. 고온은 음극 전극의 표면에서 전해질의 분해 반응을 가속화합니다.. 이것은 더 많은 전해질과 활성 리튬을 소비합니다, 돌이킬 수없는 용량 손실로 이어집니다. 실험 데이터는 용량 유지율을 보여줍니다 1000 25 ° C의 사이클이 약합니다 85%, 전용에 비해 60% 55 ° C에서. 데이터 소스: 전원 저널.
1.2 음극 재료의 구조적 손상. 니켈-코발트-만간/니켈-코발트-알루미늄 캐소드는“층 구조에서 암염 구조로의 변형”이 발생하기 쉽다.. 이 프로세스는 재료의 리튬 내장 용량을 줄이고 용량 붕괴를 가속화합니다..
1.3 EV 배터리의 열 런 어웨이 위험: 고온 (>60℃) 전해질의 산화를 트리거합니다, 배터리 부풀어 오는 것으로 이어집니다. 온도가 계속 상승하면 (>80℃), EV의 열 런 어웨이를 트리거 할 수 있습니다, 배터리 또는 차량 연소를 직접 스크래핑합니다.
2.1 확산 속도 감소: 전해질의 점도는 저온에서 증가합니다, 전해질에서 리튬 이온의 확산 속도가 감소합니다., 배터리의 내부 저항이 크게 증가합니다.. 저온에서의 내부 저항은 다음과 같습니다 2-5 실온에서 그보다 높은 시간. 충전 및 배출시, 편광 전압이 증가합니다, 리튬 금속은 음성 전극의 표면에 증착되어 바늘과 같은 결정을 형성합니다.. 이 바늘 모양의 결정을 리튬 수상 돌기라고합니다. SEI 멤브레인을 뚫을 것입니다, 마이크로-쇼트 회로를 일으키고 용량 부패가 가속화됩니다.
2.2 전극 활동의 감소: 양극 재료의 리튬 이온 탈퇴의 어려움은 저온에서 증가합니다., 실제 사용 가능한 용량이 감소합니다. 예를 들어, 배터리 용량은 -10 at입니다 50% 정상 온도의. 전해질 전도도는 또한 장기 저온에서 감소합니다, 활동을 더욱 줄입니다.
배터리 팩의 전체 온도가 적절하더라도, 세포 간의 온도 차이가 너무 커지면 수명이 짧아 질 수 있습니다.. 예를 들어, 일부 배터리에 온도가 35 ° C이고 일부 배터리가 25 ° C 인 경우.
EV 배터리 열 관리 시스템의 핵심 목표는 "최적의 작동 범위"에서 배터리 온도를 제어하는 것입니다., 보통 25-40 ° C. 셀 내의 온도 차이가 감소합니다 (≤5 ° C), 따라서 노화 과정을 억제합니다. 위에서 설명한 노화 과정을 억제하기 위해 배터리 팩 간의 온도 차이를 줄여야합니다.. TKT는 주요 BTMS 시스템 전문가입니다.
배터리 액체 냉각 시스템: 배터리 셀의 온도는 배터리에서 열을 제거하기 위해 순환 냉각수에 의해 55 ° C 이하로 제어됩니다.. 예를 들어, Tesla 모델의 액체 냉각 시스템 3 배터리 셀의 최대 온도를 55 ° C로 제어합니다.. 이것은 열 관리가없는 배터리에 비해 사이클 수명이 크게 증가한 것입니다. (소스 테슬라 기술 논문). 이로 인해 30% 열 관리가없는 배터리에 비해 사이클 수명 증가 (원천: 테슬라 기술 백서).
PTC 가열: 낮은 겨울 온도에서, 열 관리 시스템은 PTC 히터를 통해 배터리를 -20 ° C에서 5 ° C 이상으로 예열합니다.. 예를 들어, BYD Auto는 -10 ° C 환경에서 배터리 셀을 15 ° C로 데울 수 있습니다., 배터리 효율이 증가합니다 60% 에게 90% (실험에 따르면 배터리주기 수명이 나타납니다 20% 예열하지 않고 그보다 길다).
액체 냉각/액체 가열 동등한 흐름 설계: 냉각 파이프 라인의 레이아웃을 최적화함으로써, 뱀 유량 채널 및 병렬 션트와 같은. 새로운 설계 접근법은 각 배터리 팩 셀에 대한 균일 한 냉각수 흐름을 보장합니다., 온도 차이를 제어합니다 5 도.
Oak Ridge National Laboratory의 테스트 (Ornl) 열 관리 시스템이없는 리튬 철 포스페이트 배터리의 용량 유지율은 65% ~ 후에 500 45 5 환경에서 사이클; 배터리 액체 냉각 시스템이 장착 된 동일한 유형의 배터리의 용량 유지율은 여전히 82% ~ 후에 1,000 사이클.
전기 자동차의 배터리 열 관리 시스템은 온도 범위를 정확하게 제어하고 배터리 팩 내의 온도 차이를 좁혀 뿌리에서 가속화 된 배터리 노화 및 전기 자동차의 열 런 어웨이와 같은 현상을 억제합니다.. 그것은 냉담합니다. 이 시스템은 전기 자동차에 필요한 시스템입니다. BMS의 중요한 부분입니다. 전기 자동차 배터리 열 관리 시스템 및 전기 버스 배터리 열 관리 시스템 원칙적으로 비슷합니다, 더 높은 냉각 효율과 안전이 필요합니다.
TKT EV 솔루션 상업용 전기 자동차를위한 배터리 열 관리 시스템의 주요 전문가입니다.. 우리는 중국의 BTMS 제조업체입니다, 디자인 통합, 생산 및 판매. 이 지역에 필요한 경우, 메시지를 남겨주세요. OEM/ODM 사용자 정의를 지원합니다. 우리는 디자인했습니다 BYD 버스 용 통합 시스템 그리고 타타의 전기 버스. 새로운 시스템은 전기 버스 승객과 배터리를 동시에 함께 냉각 할 수 있습니다.. 고도로 통합 된 시스템은 더 실용적입니다. 이 지역에 필요한 경우, 메시지를 남겨주세요.
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