Elektrikli araçlar ve pil ömrü için pil termal yönetim sistemi, ilişki üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Bunun nedeni, sıcaklık kontrolünün pil kimyasal stabilitesini ve fiziksel yapısal bütünlüğü doğrudan etkilemesidir. Akü bozulması, Yani, Azalan kapasite ve artan iç direniş. Esasen iç elektrokimyasal reaksiyonların ve malzeme yaşlanmasının kümülatif sonucudur. Uygun olmayan sıcaklıklar bu süreci hızlandırır. Bu yazıda, Pilin yaşlanma mekanizmasını analiz ediyoruz, sıcaklığın yaşlanma üzerindeki etkisi, ve üç boyutta pil termal yönetim sistemi prensibi.
Elektrikli otobüsler gibi ticari araçlar için piller genellikle lityum iyon pillerdir. Lityum-iyon pillerin ömrü esas olarak iki geri dönüşü olmayan işlem nedeniyle azalır.
1. Döngüsel yaşlanma, yani. şarj/deşarj döngülerinden kaynaklanan. Pilin pozitif ve negatif elektrotlarının malzemeleri, lityum iyonlarının gömme/gömme işlemi sırasında hacim değişikliklerine uğrar, pozitif ve negatif elektrot yapılarının kandırılmasına yol açabilir, aktif maddelerin dökülmesi, ve benzeri. Aynı zamanda, Elektrolit ve elektrot SEI filmi, tüketen elektrolit ve lityum kaynağını büyütmeye devam ediyor.
2. Depolama yaşlanma, Yani, Uzun süreli duruştan kaynaklanan. Şarj ve deşarj olmadan bile, Pilin içinde hala "kendi kendine deşarj" gerçekleşecek. Pil yüksek sıcaklığa maruz kalırsa, Elektrolit ayrışmasını ve metal iyonlarının çözünmesini hızlandıracaktır. Elektrot yapısına daha da zarar verecek.
Sıcaklık, EV pillerinin yaşlanmasında önemli bir değişkendir. Çok yüksek veya çok düşük, bozulmayı önemli ölçüde hızlandıracaktır.
1.1 Negatif elektrot aşırı ayrışma reaksiyonu SEI filmi, elektrotu korumak için önemli bir engeldir. Yüksek sıcaklık, elektrolitin negatif elektrot yüzeyi üzerindeki ayrışma reaksiyonunu hızlandırır. Bu daha fazla elektrolit ve aktif lityum tüketecektir, geri dönüşü olmayan kapasite kaybına yol açar. Deneysel veriler, kapasite saklama oranının 1000 25 ° C'deki döngüler yaklaşık 85%, Yalnızca 60% 55 ° C'de. Veri kaynağı: Güç Kaynakları Dergisi.
1.2 Katot malzemesinin yapısal hasarı. Nikel-kobalt-manganese/nikel-kobalt-alüminyum katot, yüksek sıcaklıkta “katmanlı yapıdan kaya tuzu yapısına dönüşüm” e eğilimlidir. Bu işlem, malzemenin lityum gömülü kapasitesini azaltır ve kapasite bozulmasını hızlandırır.
1.3 EV Pil Termal Kaçak Riski: Yüksek sıcaklık (>60°C) elektrolitin oksidasyonunu tetikleyecek, Pil şişmanlığına yol açan. Sıcaklık yükselmeye devam ederse (>80°C), EV'nin termal kaçışını tetikleyebilir, Pili veya hatta araçtan doğrudan hurdaya çıkma.
2.1 Difüzyon oranı azaldı: Elektrolitin viskozitesi düşük sıcaklıklarda artar, ve elektrolitteki lityum iyonlarının difüzyon oranı azalır, pilin iç dirençinde önemli bir artışa yol açar. Düşük sıcaklıktaki iç direnç 2-5 oda sıcaklığında olduğundan daha yüksek. Şarj ve boşaltma sırasında, Polarizasyon voltajı artar, ve lityum metal, iğne benzeri kristaller oluşturmak için negatif elektrot yüzeyinde birikir. Bu iğne benzeri kristale lityum dendrit denir. SEI zarını delecek, Mikro-kısa devreye neden olmak ve kapasite bozulmasına neden olmak.
2.2 Elektrot aktivitesinde azalma: Anot malzemelerinin lityum iyonunun zorluğu düşük sıcaklıklarda artar, gerçek kullanılabilir kapasitede bir azalmaya neden olur. Örneğin, -10 ℃'daki pil kapasitesi sadece 50% normal sıcaklık. Elektrolit iletkenliği de uzun süreli düşük sıcaklıkta azalır, etkinliği daha da azaltmak.
Pil paketinin toplam sıcaklığı uygun olsa bile, Çok büyük hücreler arasındaki sıcaklık farkı daha kısa bir yaşam ile sonuçlanabilir. Örneğin, Bazı pillerin sıcaklığı 35 ° C ve bazı pillerin sıcaklığı 25 ° C'lik.
EV Pil Termal Yönetim Sisteminin temel amacı, "Optimal Çalışma Aralığı" ndaki pil sıcaklığını kontrol etmektir., genellikle 25-40 ° C. Hücre içindeki sıcaklık farkı azalır (≤5 ° C), böylece yaşlanma sürecini bastırmak. Yukarıda tarif edilen yaşlanma işlemini engellemek için pil paketleri arasındaki sıcaklık farkını azaltmak da gereklidir.. TKT önde gelen BTMS sistem uzmanı.
Akü Sıvı Soğutma Sistemi: Pil hücresinin sıcaklığı, pilden ısıyı gidermek için sirkülasyon soğutma sıvısı ile 55 ° C'nin altında kontrol edilir. Örneğin, Tesla modelindeki sıvı soğutma sistemi 3 Pil hücrelerinin maksimum sıcaklığını 55 ° C'ye kontrol eder. Bu, termal yönetimi olmayan pillere kıyasla döngü ömründe önemli bir artış (Kaynak Tesla Teknik Kağıt). Bu bir 30% Termal yönetimi olmayan pillere kıyasla döngü ömründe artış (kaynak: Tesla Teknik Beyaz Kağıt).
PTC ısıtma: Düşük kış sıcaklıklarında, Termal yönetim sistemi, bir PTC ısıtıcı aracılığıyla pili -20 ° C'den 5 ° C'ye kadar önceden ısıtır.. Örneğin, BYD Auto, pil hücresini -10 ° C ortamda 15 ° C'ye ısıtabilir, bu da pil verimliliğini arttırır 60% ile 90% (Deneyler, pil döngüsü ömrünün 20% önceden ısıtmadan bundan daha uzun).
Sıvı Soğutma/Sıvı Isıtma Eşit Akış Tasarımı: Soğutma boru hattının düzenini optimize ederek, serpantin akış kanalı ve paralel şant gibi. Yeni tasarım yaklaşımı, her pil paketi hücresi için düzgün soğutucu akışı sağlar, içindeki sıcaklık farkını kontrol etmek 5 derece.
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Testleri (Ornl) Termal yönetim sistemi olmayan lityum demir fosfat pillerinin kapasite saklama oranının sadece 65% sonrasında 500 45 ℃ ortamda döngüler; Pil sıvı soğutma sistemi ile donatılmış aynı pil tipinin kapasite saklama oranı hala 82% sonrasında 1,000 döngü.
Elektrikli araçlar için pil termal yönetim sistemi, sıcaklık aralığını tam olarak kontrol ederek ve pil paketi içindeki sıcaklık farkını daraltarak hızlandırılmış pil yaşlanması ve kökten termal kaçaklık gibi fenomenleri engeller.. Sakin. Bu sistem elektrikli araçlar için gereklidir. BMS'nin önemli bir parçası. Elektrikli Araba Pil Termal Yönetim Sistemleri ve Elektrikli Yolu Pili Termal Yönetim Sistemleri prensipte benzer, ancak daha yüksek soğutma verimliliği ve güvenlik gerektirir.
TKT EV Çözümü ticari elektrikli araçlar için pil termal yönetim sistemlerinde lider bir uzmandır. Çin'de BTMS üreticiyiz, Tasarımı entegre etmek, üretim ve satış. Bu alanda herhangi bir ihtiyacınız varsa, Lütfen mesaj bırakmaktan çekinmeyin. OEM/ODM özelleştirmesini destekliyoruz. Tasarladık BYD otobüsleri için entegre sistem Ve Tata'nın elektrikli otobüsleri. Yeni sistem elektrikli otobüs yolcularını ve pili aynı anda soğutabilir. Son derece entegre sistem daha pratiktir. Bu alanda ihtiyacınız varsa, Lütfen mesaj bırakmaktan çekinmeyin.
Büyütmek için resmin üzerine tıklayın
Facebook: https://www.facebook.com/TKTHVAC/
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/tkt-hvac
Youtube: https://www.youtube.com/@TKTHVAC
