ระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าและอายุการใช้งานแบตเตอรี่มีผลกระทบโดยตรงต่อความสัมพันธ์. นี่เป็นเพราะการควบคุมอุณหภูมิส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรทางเคมีของแบตเตอรี่และความสมบูรณ์ของโครงสร้างทางกายภาพ. การย่อยสลายแบตเตอรี่, เช่น., ความจุลดลงและเพิ่มความต้านทานภายใน. มันเป็นผลสะสมของปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าภายในและอายุของวัสดุ. อุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมเร่งกระบวนการนี้. ในบทความนี้, เราวิเคราะห์กลไกความชราของแบตเตอรี่, ผลกระทบของอุณหภูมิต่อริ้วรอย, และหลักการของระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่ในสามมิติ.
แบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะเชิงพาณิชย์เช่นรถบัสไฟฟ้ามักจะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน. อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลดลงส่วนใหญ่เนื่องจากกระบวนการกลับไม่ได้สองกระบวนการ.
1. วัฏจักรริ้วรอย, เช่น. เกิดจากรอบการชาร์จ/คายประจุ. วัสดุของขั้วไฟฟ้าบวกและลบของแบตเตอรี่จะผ่านการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงในระหว่างกระบวนการฝัง/de-embedding ของลิเธียมไอออน, ซึ่งสามารถนำไปสู่การชอล์กของโครงสร้างอิเล็กโทรดบวกและลบ, การไหลของสารที่ใช้งาน, และอื่น ๆ. ในเวลาเดียวกัน, ฟิล์มอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรด SEI ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง.
2. อายุการจัดเก็บ, เช่น., เกิดจากสถานะระยะยาว. แม้จะไม่มีการชาร์จและปลดปล่อย, “ การระบายตนเอง” จะยังคงเกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่. หากแบตเตอรี่สัมผัสกับอุณหภูมิสูง, มันจะเร่งการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์และการสลายตัวของไอออนโลหะ. ที่จะทำลายโครงสร้างอิเล็กโทรดเพิ่มเติม.
อุณหภูมิเป็นตัวแปรสำคัญในการแก่ชราของแบตเตอรี่ EV. สูงเกินไปหรือต่ำเกินไปจะช่วยเร่งการย่อยสลายอย่างมีนัยสำคัญ.
1.1 อิเล็กโทรดเชิงลบปฏิกิริยาการสลายตัวมากเกินไปฟิล์ม SEI เป็นอุปสรรคสำคัญในการป้องกันอิเล็กโทรด. อุณหภูมิสูงเร่งปฏิกิริยาการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดเชิงลบ. สิ่งนี้จะใช้อิเล็กโทรไลต์และลิเธียมที่ใช้งานมากขึ้น, นำไปสู่การสูญเสียกำลังการผลิตที่ไม่สามารถย้อนกลับได้. ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอัตราการเก็บรักษากำลังการผลิตสำหรับ 1000 รอบที่ 25 ° C เป็นเรื่องเกี่ยวกับ 85%, เมื่อเทียบกับเท่านั้น 60% ที่ 55 ° C. แหล่งข้อมูล: วารสารแหล่งพลังงาน.
1.2 ความเสียหายเชิงโครงสร้างของวัสดุแคโทด. แคโทดนิกเกิล-ค็อม-แมงกานีส/นิกเกิล-คอบวัลท์-อลูมิเนียมแคโทดมีแนวโน้มที่จะ“ การเปลี่ยนแปลงจากโครงสร้างชั้นเป็นโครงสร้างเกลือหิน” ที่อุณหภูมิสูง. กระบวนการนี้จะช่วยลดความสามารถในการฝังลิเธียมของวัสดุและเร่งการสลายกำลังการผลิต.
1.3 ความเสี่ยงต่อการใช้แบตเตอรี่ความร้อนของแบตเตอรี่ EV: อุณหภูมิสูง (>60℃) จะกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรไลต์, นำไปสู่การนูนของแบตเตอรี่. หากอุณหภูมิยังคงเพิ่มขึ้น (>80℃), มันอาจทำให้เกิดการหลบหนีความร้อนของ EV, ทิ้งแบตเตอรี่หรือการเผาไหม้ของยานพาหนะโดยตรง.
2.1 อัตราการแพร่ลดลง: ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ, และอัตราการแพร่ของลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ลดลง, นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความต้านทานภายในของแบตเตอรี่. ความต้านทานภายในที่อุณหภูมิต่ำคือ 2-5 สูงกว่าที่อุณหภูมิห้อง. เมื่อชาร์จและปลดปล่อย, แรงดันไฟฟ้าโพลาไรเซชันเพิ่มขึ้น, และโลหะลิเธียมจะถูกวางไว้บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดเชิงลบเพื่อสร้างผลึกเหมือนเข็ม. คริสตัลเหมือนเข็มนี้เรียกว่าลิเธียม dendrite. มันจะเจาะเมมเบรน SEI, ทำให้เกิดวงจรสั้น ๆ และการสลายตัวของความสามารถในการเร่งความเร็ว.
2.2 ลดกิจกรรมอิเล็กโทรด: ความยากลำบากของลิเธียมไอออนยกเลิกการฝังวัสดุขั้วบวกเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ, ส่งผลให้ความสามารถที่ใช้งานได้จริงลดลง. ตัวอย่างเช่น, ความจุของแบตเตอรี่ที่ -10 ℃เท่านั้น 50% ของอุณหภูมิปกติ. ค่าการนำไฟฟ้าอิเล็กโทรไลต์ลดลงภายใต้อุณหภูมิต่ำในระยะยาว, ลดกิจกรรมเพิ่มเติม.
แม้ว่าอุณหภูมิโดยรวมของชุดแบตเตอรี่จะเหมาะสม, ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใหญ่เกินไประหว่างเซลล์อาจส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง. ตัวอย่างเช่น, หากแบตเตอรี่บางชนิดมีอุณหภูมิ 35 ° C และแบตเตอรี่บางชนิดมีอุณหภูมิ 25 ° C.
วัตถุประสงค์หลักของระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่ EV คือการควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ใน“ ช่วงการทำงานที่ดีที่สุด”, โดยปกติ 25-40 ° C. ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในเซลล์จะลดลง (≤5° C), จึงระงับกระบวนการชราภาพ. นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างชุดแบตเตอรี่เพื่อยับยั้งกระบวนการชราที่อธิบายไว้ข้างต้น. TKT เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านระบบ BTMS ชั้นนำ.
ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบตเตอรี่: อุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ถูกควบคุมต่ำกว่า 55 ° C โดยการหมุนเวียนสารหล่อเย็นเพื่อกำจัดความร้อนจากแบตเตอรี่. ตัวอย่างเช่น, ระบบระบายความร้อนของเหลวในรุ่นเทสลา 3 ควบคุมอุณหภูมิสูงสุดของเซลล์แบตเตอรี่ถึง 55 ° C. นี่คือการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของอายุการใช้งานวงจรเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ไม่มีการจัดการความร้อน (แหล่งข้อมูลทางเทคนิคของเทสลา). ส่งผลให้มากกว่าก 30% เพิ่มชีวิตวงจรเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ไม่มีการจัดการความร้อน (แหล่งที่มา: กระดาษขาวเทคนิคเทสลา).
เครื่องทำความร้อน PTC: ที่อุณหภูมิฤดูหนาวต่ำ, ระบบการจัดการความร้อนเปิดแบตเตอรี่ตั้งแต่ -20 ° C ถึงมากกว่า 5 ° C ผ่านเครื่องทำความร้อน PTC. ตัวอย่างเช่น, BYD Auto สามารถอุ่นเครื่องเซลล์แบตเตอรี่ถึง 15 ° C ในสภาพแวดล้อม -10 ° C, ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จาก 60% ถึง 90% (การทดลองแสดงให้เห็นว่าอายุการใช้งานรอบแบตเตอรี่คือ 20% นานกว่านั้นโดยไม่ต้องอุ่น).
การออกแบบความเย็นของเหลว/ความร้อนของเหลวเท่ากัน: โดยการเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงของท่อระบายความร้อน, เช่นช่อง Serpentine Flow และ Shunt แบบขนาน. วิธีการออกแบบใหม่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการไหลของสารหล่อเย็นแบบสม่ำเสมอสำหรับแต่ละแบตเตอรี่เซลล์, การควบคุมความแตกต่างของอุณหภูมิภายใน 5 องศา.
การทดสอบโดย Oak Ridge National Laboratory (ornl) แสดงให้เห็นว่าอัตราการเก็บรักษาความสามารถของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่ไม่มีระบบการจัดการความร้อนเป็นเพียง 65% หลังจาก 500 รอบ 45 ℃สภาพแวดล้อม; ในขณะที่อัตราการเก็บรักษาความจุของแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันที่ติดตั้งระบบระบายความร้อนของเหลวแบตเตอรี่ยังคงอยู่ 82% หลังจาก 1,000 รอบ.
ระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้ายับยั้งปรากฏการณ์เช่นอายุการใช้งานแบตเตอรี่แบบเร่งความเร็วและการปล่อยความร้อนของยานพาหนะไฟฟ้าจากรากโดยการควบคุมช่วงอุณหภูมิอย่างแม่นยำและลดความแตกต่างของอุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่. มันเป็นคนขี้อาย. ระบบนี้เป็นระบบที่จำเป็นสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า. เป็นส่วนสำคัญของ BMS. ระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าและ ระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่บัสไฟฟ้า มีความคล้ายคลึงกันในหลักการ, แต่ต้องการประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่สูงขึ้นและความปลอดภัย.
ทีเคที อีวี โซลูชั่น เป็นผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในระบบการจัดการความร้อนด้วยแบตเตอรี่สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าเชิงพาณิชย์. เราเป็นผู้ผลิต BTMS ในประเทศจีน, บูรณาการการออกแบบ, การผลิตและการขาย. หากคุณมีความต้องการในพื้นที่นี้, โปรดอย่าลังเลที่จะฝากข้อความ. เราสนับสนุนการปรับแต่ง OEM/ODM. เราได้ออกแบบ ระบบรวมสำหรับรถบัส BYD และ รถบัสไฟฟ้าของทาทา. ระบบใหม่สามารถทำให้ผู้โดยสารบัสไฟฟ้าเย็นลงและแบตเตอรี่เข้าด้วยกันได้ในเวลาเดียวกัน. ระบบแบบบูรณาการสูงนั้นใช้งานได้จริง. หากคุณมีความต้องการในพื้นที่นี้, โปรดอย่าลังเลที่จะฝากข้อความ.
คลิกที่ภาพเพื่อขยาย
เฟสบุ๊ค: https://www.facebook.com/TKTHVAC/
ลิงค์ดิน: https://www.linkedin.com/company/tkt-hvac
ยูทูป: https://www.youtube.com/@TKTHVAC
