Una di e tecnulugie chjave di i veiculi di nova energia hè a batteria. A qualità di e batterie determina u costu di i veiculi elettrici da una parte, è l'autonomia di guida di i veiculi elettrici da l'altra. Fattore chjave per l'accettazione è l'adopzione rapida.
Sicondu e caratteristiche d'usu, i requisiti è i campi d'applicazione di e batterie di putenza, i tipi di ricerca è sviluppu di batterie di putenza in casa è à l'esteru sò apprussimativamente: batterie à piombu-acidu, batterie à nichel-cadmiu, batterie à idruro di nichel-metallu, batterie à ioni di litiu, pile à combustibile, ecc., frà e quali u sviluppu di batterie à ioni di litiu riceve a più attenzione.
Cumportamentu di generazione di calore di a batteria di putenza
A fonte di calore, a velocità di generazione di calore, a capacità termica di a batteria è altri parametri cunnessi di u modulu di batteria di putenza sò strettamente ligati à a natura di a batteria. U calore liberatu da a batteria dipende da a natura è e caratteristiche chimiche, meccaniche è elettriche di a batteria, in particulare a natura di a reazione elettrochimica. L'energia termica generata in a reazione di a batteria pò esse espressa da u calore di reazione di a batteria Qr; a polarizazione elettrochimica face chì a tensione effettiva di a batteria si devii da a so forza elettromotrice d'equilibriu, è a perdita d'energia causata da a polarizazione di a batteria hè espressa da Qp. In più di a reazione di a batteria chì procede secondu l'equazione di reazione, ci sò ancu alcune reazioni secondarie. E reazioni secondarie tipiche includenu a decomposizione di l'elettroliti è l'autoscarica di a batteria. U calore di reazione secondaria generatu in questu prucessu hè Qs. Inoltre, postu chì ogni batteria avarà inevitabilmente resistenza, u calore Joule Qj serà generatu quandu passa a corrente. Dunque, u calore tutale di una batteria hè a somma di u calore di i seguenti aspetti: Qt = Qr + Qp + Qs + Qj.
Sicondu u prucessu specificu di carica (scarica), i principali fattori chì causanu a generazione di calore da a batteria sò ancu diversi. Per esempiu, quandu a batteria hè nurmalmente carica, Qr hè u fattore dominante; è in a fase successiva di carica di a batteria, per via di a decomposizione di l'elettrolitu, cumincianu à accade reazioni laterali (u calore di reazione laterale hè Qs), quandu a batteria hè guasi cumpletamente carica è sovraccaricata, ciò chì accade principalmente hè a decomposizione di l'elettrolitu, induve Qs domina. U calore Joule Qj dipende da a corrente è da a resistenza. U metudu di carica cumunemente utilizatu hè realizatu sottu corrente costante, è Qj hè un valore specificu in questu mumentu. Tuttavia, durante l'avvio è l'accelerazione, a corrente hè relativamente alta. Per HEV, questu hè equivalente à una corrente da decine di ampere à centinaie di ampere. In questu mumentu, u calore Joule Qj hè assai grande è diventa a principale fonte di liberazione di calore di a batteria.
Da u puntu di vista di a cuntrullabilità di a gestione termica, i sistemi di gestione termica ponu esse divisi in dui tipi: attivi è passivi. Da u puntu di vista di u mediu di trasferimentu di calore, i sistemi di gestione termica ponu esse divisi in: accumulazione termica raffreddata à aria, raffreddata à liquidu è à cambiamentu di fase.
Gestione termica cù l'aria cum'è mezu di trasferimentu di calore
U mediu di trasferimentu di calore hà un impattu significativu nantu à e prestazioni è u costu di u sistema di gestione termica. L'usu di l'aria cum'è mediu di trasferimentu di calore hè di introduce direttamente l'aria in modu chì scorri attraversu u modulu di batteria per ottene u scopu di dissipazione di u calore. In generale, sò necessarii ventilatori, ventilazione d'entrata è di uscita è altri cumpunenti.
Sicondu e diverse fonti di presa d'aria, ci sò generalmente e seguenti forme:
1 Raffreddamentu passivu cù ventilazione d'aria esterna
2. Raffreddamentu/riscaldamentu passivu per a ventilazione di l'aria di l'abitacolo
3. Raffreddamentu/riscaldamentu attivu di l'aria esterna o di l'abitacolo
A struttura di u sistema passivu hè relativamente simplice è utilizza direttamente l'ambiente esistente. Per esempiu, se a batteria hà bisognu di esse riscaldata in invernu, l'ambiente caldu in l'abitacolo pò esse adupratu per inalà aria. Se a temperatura di a batteria hè troppu alta durante a guida è l'effettu di rinfrescante di l'aria in l'abitacolo ùn hè micca bonu, l'aria fredda da l'esternu pò esse inalata per rinfrescà.
Per u sistema attivu, hè necessariu stabilisce un sistema separatu per furnisce funzioni di riscaldamentu o di raffreddamentu è esse cuntrullatu indipindentamente secondu u statu di a batteria, ciò chì aumenta ancu u cunsumu energeticu è u costu di u veiculu. A scelta di i diversi sistemi dipende principalmente da i requisiti d'usu di a batteria.
Gestione termica cù liquidu cum'è mezu di trasferimentu di calore
Per u trasferimentu di calore cù u liquidu cum'è mezu, hè necessariu stabilisce una cumunicazione di trasferimentu di calore trà u modulu è u mezu liquidu, cum'è una giacca d'acqua, per realizà u riscaldamentu è u raffreddamentu indirettu in forma di cunvezione è conduzione di calore. U mezu di trasferimentu di calore pò esse acqua, etilenglicole o ancu refrigerante. Ci hè ancu un trasferimentu di calore direttu immergendu a pezza polare in u liquidu di u dielettricu, ma devenu esse prese misure d'isolamentu per evità cortocircuiti.
U raffreddamentu liquidu passivu generalmente usa u scambiu di calore liquidu-aria ambiente è dopu introduce bozzoli in a batteria per u scambiu di calore secundariu, mentre chì u raffreddamentu attivu usa scambiatori di calore à mezu refrigerante-liquidu di u mutore, o riscaldamentu elettricu/riscaldamentu à oliu termicu per ottene u raffreddamentu primariu. Riscaldamentu, raffreddamentu primariu cù aria di cabina passeggeri/climatizazione di l'aria refrigerante-liquidu.
U sistema di gestione termica cù aria è liquidu cum'è mezu richiede ventilatori, pompe d'acqua, scambiatori di calore, riscaldatori (Riscaldatore d'aria PTC), pipelines è altri accessori per rende a struttura troppu grande è cumplessa, è cunsuma ancu energia di a batteria, array A densità di putenza è a densità energetica di a batteria sò abbassate.
(Refrigerante PTCriscaldatore) U sistema di raffreddamentu di a batteria raffreddata à acqua usa u refrigerante (50% acqua / 50% etilenglicol) per trasferisce u calore da a batteria à u sistema di refrigerante di l'aria condizionata attraversu u raffreddatore di a batteria, è dopu à l'ambiente attraversu u condensatore. A temperatura di l'acqua impurtata hè faciule da ghjunghje à una temperatura più bassa dopu u scambiu di calore da u raffreddatore di a batteria, è a batteria pò esse aghjustata per funziunà à a migliore gamma di temperature di travagliu; u principiu di u sistema hè mostratu in a figura. I cumpunenti principali di u sistema di refrigerante includenu: condensatore, compressore elettricu, evaporatore, valvula di espansione cù valvula di arrestu, raffreddatore di batteria (valvula di espansione cù valvula di arrestu) è tubi di l'aria condizionata, ecc.; u circuitu di l'acqua di raffreddamentu include:pompa d'acqua elettrica, batteria (cumprese piastre di raffreddamentu), raffreddatori di batteria, tubi d'acqua, vasi di espansione è altri accessori.
Data di publicazione: 13 di lugliu di u 2023
