خلفية الإدارة الحرارية لنظام بطارية السيارة الكهربائية
مع التطور السريع للصناعة التحويلية ، تواجه صناعة السيارات في الصين تحديات التحول الصناعي ، وخفض الانبعاثات ، وأزمة الطاقة ، والتنمية منخفضة الكربون. أصبح تطوير سيارات الطاقة الجديدة هو الطريقة الوحيدة لتقليل الاعتماد على النفط في صناعة السيارات وتلوث العادم. لتعزيز صناعة سيارات الطاقة الجديدة ، تم إصدار سلسلة من خطط التنمية والإعانات المالية وخطط الحوافز الضريبية لتعزيز تطوير صناعة السيارات الجديدة للطاقة.
تعد حزمة البطارية مكون تخزين الطاقة الرئيسي في السيارة الكهربائية ، وتتكون من بطاريات الليثيوم ، والتي تؤثر بشكل مباشر على أداء السيارة الكهربائية. نظرًا للمساحة المحدودة في السيارة لتحميل البطاريات ، فإن عدد البطاريات المطلوبة للتشغيل السليم كبير أيضًا. تفرغ البطاريات بمعدلات مختلفة وتولد الكثير من الحرارة بمعدلات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي تراكم الوقت وتأثير الفضاء إلى تراكم كمية كبيرة من الحرارة ، مما يؤدي إلى درجة حرارة بيئة تشغيل معقدة ومتغيرة لحزمة البطارية. يؤثر ارتفاع درجة حرارة حزمة البطارية بشكل خطير على العملية ، ودورة الحياة ، وقبول الشحن ، وطاقة الحزمة والطاقة ، وسلامة وموثوقية النظام الكهروكيميائي. إذا لم تتمكن حزمة بطارية السيارة الكهربائية من تبديد الحرارة في الوقت المناسب ، فستكون درجة حرارة نظام حزمة البطارية مرتفعة جدًا أو موزعة بشكل غير متساو. نتيجة لذلك ، سيتم تقليل كفاءة دورة الشحن والتفريغ للبطارية ، كما ستتأثر طاقة البطارية وطاقتها. في الحالات الشديدة ، سوف يحدث هروب حراري ، مما سيؤثر على سلامة وموثوقية النظام. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للترتيب الكثيف لخلايا التسخين ، سيكون هناك حتمًا المزيد من تراكم الحرارة في المنطقة الوسطى ، وستؤدي مناطق الحواف الأقل إلى زيادة عدم توازن درجة الحرارة بين الخلايا في حزمة البطارية ، مما يؤدي إلى حدوث خلل في الأداء يؤثر في النهاية اتساق أداء البطارية ودقة تقدير حالة شحن البطارية (SOC) ، فضلاً عن التحكم في نظام المركبات الكهربائية.
مبدأ عمل بطاريات الليثيوم أيون هو في الأساس تفاعل الأكسدة والاختزال بين الأقطاب الموجبة والسالبة الداخلية والإلكتروليت. عند درجة حرارة منخفضة ، يتباطأ معدل تفاعل مادة الليثيوم البينية على سطح القطب ، وينخفض تركيز أيونات الليثيوم في المادة الفعالة ، مما يؤدي إلى انخفاض في إمكانات التوازن للبطارية ، وزيادة في الداخل المقاومة ، وانخفاض في قدرة التفريغ. تحت درجة حرارة منخفضة للغاية ، يتجمد المنحل بالكهرباء ولا يمكن تفريغ البطارية ، مما سيؤثر بشكل كبير على أداء درجة الحرارة المنخفضة لنظام البطارية ، مما يؤدي إلى انخفاض في أداء خرج الطاقة وتقليل نطاق قيادة السيارات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، عند الشحن في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة ، يتشكل ترسب الليثيوم بسهولة على سطح القطب السالب. سيؤدي تراكم معدن الليثيوم على سطح القطب السالب إلى اختراق فاصل البطارية ، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي بين القطبين الموجبين والسالبين للبطارية ، مما يهدد سلامة البطارية. تعمل سلامة الشحن عند درجات الحرارة المنخفضة لأنظمة بطاريات السيارة الكهربائية على تقييد الترويج للمركبات الكهربائية في المناطق الباردة بشكل كبير.
لذلك ، من أجل تحسين أداء السيارة وتعظيم أداء وعمر حزمة البطارية ، من الضروري تحسين هيكل حزمة البطارية وتصميم نظام إدارة حراري BTMS يمكنه التكيف مع درجات الحرارة العالية والمنخفضة حزمة بطارية للسيارات الكهربائية.
