Uusien energiaajoneuvojen tehoakkujen lämmönhallinnassa on ongelmia
Vaikka uusien energiaajoneuvojen tehoakkujen lämmönhallinnassa on saavutettu tiettyä kehitystä, joitakin kiireellisiä ongelmia on edelleen ratkaistava, kuten yksittäisten kennojen epätäydellinen lämmönhallintasuunnittelu, akkujärjestelmän optimoimaton lämmönpoistorakenne, lämmönhallinnan alhainen älykkyys. järjestelmän ohjausstrategia jne. Tässä suhteessa on tarpeen optimoida akun sisäinen lämpösuunnittelu, järjestelmän lämmönpoistorakenne ja ohjausstrategia tehokkaamman lämmönhallinnan saavuttamiseksi ja akun toiminnan optimaalisella lämpötila-alueella.
1. Yksittäisten kennojen epätäydellinen lämmönhallintasuunnittelu
Uuden energiaajoneuvon tehoakun lämmönhallintajärjestelmän suunnittelu on ratkaisevan tärkeää, mutta ongelmia on edelleen, erityisesti yksittäisten kennojen lämmönhallinnassa.
Ensinnäkin yksittäisten kennojen lämmönhallintasuunnittelussa on ongelmana riittämätön lämpötilan tasaisuus. Koska akku koostuu useista yksittäisistä kennoista, nämä yksittäiset kennot tuottavat lämpöä lataus- ja purkuprosessin aikana. Jos lämpöä ei voida hajottaa ajoissa ja tasaisesti, se saa akun paikallisen lämpötilan nousemaan ja muodostaa kuumia pisteitä. Tämä hot spot -ilmiö ei vaikuta vain akun tehokkuuteen, vaan myös nopeuttaa akun ikääntymistä ja jopa aiheuttaa turvallisuusriskejä. Samalla akun sisäisen rakenteen monimutkaisuus ja yksittäisten kennojen välisen raon muutos tekevät lämmön jakautumisesta epätasaista. Nykyisen lämmönhallintasuunnitelman on vaikea ratkaista tätä ongelmaa kokonaan, etenkin suuressa kuormituksessa tai äärimmäisessä ympäristössä.
Toiseksi yksittäisten kennojen lämpövasteen nopeuden ja lämpökapasiteetin yhteensopivuusongelma on myös suuri haaste lämmönhallinnan suunnittelussa. Uuden energiaajoneuvon tehoakun ihanteellisen lämmönhallintajärjestelmän tulisi kyetä reagoimaan nopeasti akun tuottaman lämmön muutoksiin ja sillä on oltava riittävä lämpökapasiteetti absorboimaan tai vapauttamaan lämpöenergiaa akun lämpötilan vakauden varmistamiseksi. Kuitenkin, kun tehoakku toimii ympäristössä, jossa on nopea lataus ja purkautuminen, nopea purkautuminen tai suuret lämpötilanvaihtelut, lämmönhallintajärjestelmää on usein vaikea reagoida nopeasti ja hallita tehokkaasti. Varsinkin kun akun suunnittelussa pyritään korkeaan energiatiheyteen, lämmönhallintajärjestelmän lämpövasteen suorituskyky ja lämpökapasiteetin konfiguraatio ovat erityisen tärkeitä, mutta nykyisen suunnittelun on vaikea löytää täydellinen tasapaino kevyen ja korkean hyötysuhteen välillä. Tämä voi vaikuttaa akun käyttöikään ja turvallisuuteen.
2. Akkujärjestelmän lämmönpoistorakenne on optimoitava
Uusien energiaajoneuvojen tehoakun lämmönhallinnassa on ongelma, että akkujärjestelmän lämmönpoistorakenne on optimoitava. Tällä hetkellä tehoakkujärjestelmän lämmönpoistorakenne kohtaa haasteita käsitellä korkeita lämpötiloja ja nopeaa lataamista ja purkamista. Se vaurioituu helposti korkeissa lämpötiloissa, ja liiallinen lämpötila nopeuttaa akun ikääntymistä ja heikentää sen suorituskykyä. Samanaikaisesti nopea lataus ja purkaminen synnyttävät paljon lämpöä, ja perinteinen lämmönpoistojärjestelmä ei useinkaan pysty tehokkaasti poistamaan lämpöä tässä tapauksessa, mikä johtaa liian nopeaan lämpötilan nousuun akussa. Lisäksi akkujärjestelmän lämmönpoistorakenne on riittämätön suurikapasiteettisten akkujen lämmönpoistovaikutuksen ja lämmönpoiston tasaisuuden kannalta. Uusien energiaajoneuvojen kehityksen myötä akun kapasiteetti jatkaa kasvuaan, ja suurikapasiteettisten akkujen lämmönpoisto-ongelma on tullut yhä näkyvämmäksi. Perinteinen lämmönpoistorakenne ei useinkaan pysty peittämään koko akkua kokonaan, mikä johtaa liian korkeisiin lämpötiloihin joillakin alueilla ja liian alhaisiin lämpötiloihin toisilla alueilla, mikä johtaa epätasaiseen lämmönpoistoon. Tämä epätasainen lämmön haihtuminen saa aikaan akun sisällä olevien yksittäisten kennojen lämpötilaeron liian suureksi, mikä vaikuttaa akun lataus- ja purkaussuorituskykyyn ja käyttöikään.
3. Alhainen älykkyys lämmönhallintajärjestelmän ohjausstrategiassa
Ensinnäkin ohjausstrategialla on tiettyjä rajoituksia. Tällä hetkellä uusien energiaajoneuvojen tehoakkujen lämmönhallintajärjestelmä käyttää pääasiassa perinteistä lämpötilan kynnyksen hallintastrategiaa, toisin sanoen asettamalla staattiset lämpötilan ylä- ja alarajat lämmönpoisto- tai jäähdytystoimenpiteiden käynnistämiseksi. Tämä staattinen ohjausstrategia ei kuitenkaan voi täysin mukautua akun lämmönhallintatarpeisiin erilaisissa työ- ja ympäristöolosuhteissa. Esimerkiksi korkean lämpötilan ympäristössä perinteinen lämpötilakynnyksen säätöstrategia voi olla liian konservatiivinen, mikä johtaa toistuviin lämmönpoistotoimenpiteiden laukaisuun, mikä vaikuttaa akun energiankäyttötehokkuuteen. Alhaisessa lämpötilassa perinteinen ohjausstrategia ei ehkä pysty käynnistämään lämmitystoimenpiteitä ajoissa, mikä vaikuttaa akun suorituskykyyn ja käyttöikään.
Toiseksi tietojenkäsittelyn ja päätöksenteon älykkyysaste on rajallinen. Vaikka jotkin akkujen lämmönhallintajärjestelmät käyttävät antureita ja ohjausyksiköitä tietojen seurantaan ja säätöön, tietojen käsittelyssä ja päätöksenteossa on edelleen rajoituksia. Esimerkiksi lämmönhallintajärjestelmässä akun monimutkaisten lämpöominaisuuksien ja ympäristöolosuhteiden, kuten akun sisäisen lämpötilan jakautumisen, latausnopeuden, ympäristön lämpötilan jne., tapauksessa nykyisen järjestelmän tietojenkäsittelykapasiteetti on rajallinen, eikä sitä ole mahdollista loin täysin ja käytä näitä tietoja lämmönhallintastrategian optimointiin. Lisäksi olemassa olevan lämmönhallintajärjestelmän päätöksentekokyky on suhteellisen rajallinen, ja moniin parametreihin ja olosuhteisiin perustuvaa kokonaisvaltaista optimointia on mahdotonta tehdä, minkä seurauksena ohjausstrategian tarkkuus ja soveltuvuus ovat rajallisia.