Virta-akun lämmönsiirtoaineen lämmönhallintajärjestelmä
Yksi uusien energiaajoneuvojen keskeisistä teknologioista on tehoakku, joka määrää toisaalta sähköajoneuvojen hinnan ja toisaalta sähköajoneuvojen valikoiman. Tehoakkujen ominaisuuksien, vaatimusten ja sovellusten mukaan kotimaassa ja ulkomailla kehitetyt tehoakut ovat: lyijyakut, nikkeli-kadmium-akut, nikkeli-vetyakut, litiumioniakut, polttokennot jne., joista eniten huomiota on kiinnitetty litiumioniakkujen kehittämiseen.
Voimakennon lämmöntuotannon käyttäytyminen
Lämmönlähde, lämmöntuotantonopeus, kennon lämpökapasiteetti ja muut tehokennomoduulin asiaankuuluvat parametrit liittyvät läheisesti kennon luonteeseen. Akusta vapautuva lämpö riippuu akun kemiallisesta, mekaanisesta ja sähköisestä luonteesta ja ominaisuuksista, erityisesti sähkökemiallisen reaktion luonteesta. Akun reaktiossa syntyvä lämpöenergia voidaan ilmaista akun reaktion lämmöllä Qr; sähkökemiallinen polarisaatio saa todellisen akun jännitteen poikkeamaan tasapainosähköpotentiaalistaan ja akun polarisaation aiheuttama energiahäviö ilmaistaan Qp:llä. Reaktioyhtälön lisäksi on myös joitain sivureaktioita, joille tyypillisiä ovat elektrolyytin hajoaminen ja akun itsepurkautuminen, ja tässä prosessissa syntyvä sivureaktion lämpö on Qs. Lisäksi, koska vastus on väistämättä olemassa missä tahansa akussa, Joule-lämpöä Qj syntyy, kun virta kulkee läpi. siksi akun kokonaislämpö on seuraavien aspektien summa: Qt= Qr plus Qp plus Qs plus Qj Qp plus Qs plus Qj.
Tietystä lataus- (purkaus)prosessista riippuen päätekijät, jotka aiheuttavat akun lämmön muodostumista, ovat erilaisia. Esimerkiksi kun akkua ladataan normaalisti, Qr on hallitseva tekijä; kun taas akun latauksen myöhäisessä vaiheessa elektrolyytin hajoaminen johtaa sivureaktioiden alkamiseen (sivureaktion lämpö on Qs), ja kun akku on lähellä täyteen latautumista ja ylilatausta, pääasiallinen tapahtuma on akun hajoaminen. elektrolyytti, kun Qs hallitsee . Joulen lämpö Qj riippuu virrasta ja resistanssista, ja se ladataan yleensä vakiovirralla, kun Qj on tietty arvo. Käynnistyksen ja kiihdytyksen aikana virta on kuitenkin suurempi. Tämä vastaa kymmeniä tai satoja ampeeria HEV-autoissa, kun Joule-lämpö Qj on suuri ja siitä tulee pääasiallinen akun eksotermisen lähde.
Lämmönhallinta ilman lämmönsiirtoaineena
Lämmönsiirtoaineella on merkittävä vaikutus lämmönhallintajärjestelmän suorituskykyyn ja kustannuksiin. Ilman käyttö lämmönsiirtoaineena tarkoittaa ilman syöttämistä suoraan virtaamaan akkumoduulin läpi lämmönpoistotarkoituksiin, mikä yleensä vaatii komponentteja, kuten tuulettimia ja tulo- ja poistoilmakanavia.
Tulevan ilman lähteestä riippuen on yleensä useita muotoja seuraavasti:
1 Ulkoinen ilmanvaihto passiivinen jäähdytys
2. Matkustamon ilmanvaihto passiivinen jäähdytys/lämmitys
3. Ulko- tai matkustamon aktiivinen jäähdytys/lämmitys
Passiiviset järjestelmät ovat rakenteeltaan suhteellisen yksinkertaisia ja hyödyntävät suoraan olemassa olevaa ympäristöä. Esimerkiksi jos akkua pitää lämmittää talvella, ilma voidaan vetää sisään matkustamon kuuman ympäristön avulla ja jos akun lämpötila on liian korkea ajon aikana ja matkustamon ilman jäähdytysvaikutus ei ole hyvä. , kylmää ulkoilmaa voidaan vetää sisään jäähdyttämään sitä.
Aktiivinen järjestelmä puolestaan edellyttää erillisen lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmän perustamista, jota ohjataan itsenäisesti akun tilan mukaan, mikä lisää myös koko ajoneuvon energiankulutusta ja kustannuksia. Eri järjestelmien valinta riippuu pitkälti akun käytön vaatimuksista.
Nesteiden lämmönhallinta lämmönsiirtoaineena
Lämmönsiirtoa varten nesteen väliaineena moduulin ja nestemäisen väliaineen, kuten vesivaippa, väliin on muodostettava lämmönsiirtokanavat epäsuoraa lämmitystä ja jäähdytystä varten sekä konvektion että johtumisen muodossa, ja lämmönsiirtoväliaine voidaan vettä, glykolia tai jopa kylmäainetta. Myös napalohko on upotettu dielektriseen nesteeseen, suora lämmönsiirto, mutta on käytettävä eristystoimenpiteitä oikosulun välttämiseksi.
Passiivinen nestejäähdytys tapahtuu yleensä nesteen – ympäristön ilman lämmönsiirron kautta ja sitten kookonin kautta akkuun toissijaista lämmönsiirtoa varten, kun taas aktiivinen tyyppi tapahtuu moottorin jäähdytysnesteen – nestemäisen väliaineen lämmönvaihtimen tai sähkölämmityksen/lämpööljylämmityksen kautta. matkustamon lämmitystaso ilman / ilmastointilaitteen kylmäaine - nestemäinen väliaine ensiöjäähdytyksen saavuttamiseksi. Ilma- ja nestepohjaisiin lämmönhallintajärjestelmiin tarvitaan puhaltimia, pumppuja, lämmönvaihtimia, lämmittimiä, putkia ja muita lisävarusteita, mikä tekee rakenteesta liian suuren ja monimutkaisen, mutta kuluttaa samalla akkuenergiaa ja alentaa akun tehotiheyttä ja energiatiheyttä.
Vesijäähdytteinen akun jäähdytysjärjestelmä käyttää jäähdytysnestettä (50 prosenttia vettä/50 prosenttia glykolia) akun lämmön siirtämiseen ilmastointiin kylmäainejärjestelmään akun jäähdyttimen kautta ja ympäristöön lauhduttimen, höyrystimen, paisuntaventtiilin ja akun kautta. jäähdytin (paisuntaventtiili venttiiliin asti) ja ilmastointiputki jne.; jäähdytysvesipiiri sisältää: sähkövesipumpun, akun (mukaan lukien jäähdytyslevyn), akun jäähdyttimen ja apuosat, kuten vesiputken ja paisuntasäiliön.
