سیستم مدیریت حرارتی خودروهای تمام الکتریکی نه تنها محیط رانندگی راحتی را برای راننده تضمین میکند، بلکه دما، رطوبت، دمای هوای ورودی و غیره را در محیط داخلی نیز کنترل میکند. این سیستم عمدتاً دمای باتری خودرو را کنترل میکند. کنترل دمای باتری خودرو برای اطمینان از ایمنی خودروی الکتریکی است. این یک پیشنیاز مهم برای عملکرد کارآمد و ایمن خودروها است.
روشهای خنکسازی زیادی برای باتریهای قدرت وجود دارد که میتوان آنها را به خنکسازی با هوا، خنکسازی با مایع، خنکسازی با هیت سینک، خنکسازی با مواد تغییر فاز دهنده و خنکسازی با لوله حرارتی تقسیم کرد.
دمای خیلی بالا یا خیلی پایین بر عملکرد باتریهای لیتیوم-یونی تأثیر میگذارد، اما دماهای مختلف تأثیرات متفاوتی بر ساختار داخلی باتری و واکنشهای شیمیایی یونها دارند.
در دماهای پایین، رسانایی یونی الکترولیت در طول شارژ و دشارژ کم است و امپدانسها در رابط الکترود مثبت/الکترولیت و رابط الکترود منفی/الکترولیت بالا هستند که بر امپدانس انتقال بار روی سطوح الکترود مثبت و منفی و سرعت انتشار یونهای لیتیوم در الکترود منفی تأثیر میگذارد و در نهایت بر شاخصهای کلیدی مانند عملکرد نرخ دشارژ باتری و راندمان شارژ و دشارژ تأثیر میگذارد. در دماهای پایین، بخشی از حلال در الکترولیت باتری جامد میشود و مهاجرت یونهای لیتیوم را دشوار میکند. با کاهش دما، امپدانس واکنش الکتروشیمیایی نمک الکترولیت همچنان افزایش مییابد و ثابت تفکیک یونهای آن نیز همچنان کاهش مییابد. این عوامل به طور جدی بر سرعت حرکت یونها در الکترولیت تأثیر میگذارند و سرعت واکنش الکتروشیمیایی را کاهش میدهند. و در طول فرآیند شارژ باتری در دمای پایین، مشکل در مهاجرت یونهای لیتیوم باعث کاهش یونهای لیتیوم به دندریتهای لیتیوم فلزی میشود و در نتیجه الکترولیت تجزیه شده و قطبش غلظتی افزایش مییابد. علاوه بر این، زوایای تیز این دندریت فلز لیتیوم میتواند به راحتی جداکننده داخلی باتری را سوراخ کند و باعث ایجاد اتصال کوتاه در باتری و بروز حادثه ایمنی شود.
دمای بالا باعث جامد شدن حلال الکترولیت نمیشود و همچنین سرعت انتشار یونهای نمک الکترولیت را کاهش نمیدهد. برعکس، دمای بالا فعالیت واکنش الکتروشیمیایی ماده را افزایش میدهد، سرعت انتشار یون را افزایش میدهد و مهاجرت یونهای لیتیوم را تسریع میکند، بنابراین به نوعی دمای بالا به بهبود عملکرد شارژ و دشارژ باتریهای لیتیوم-یون کمک میکند. با این حال، هنگامی که دما خیلی بالا باشد، واکنش تجزیه فیلم SEI، واکنش بین کربن جاسازی شده در لیتیوم و الکترولیت، واکنش بین کربن جاسازی شده در لیتیوم و چسب، واکنش تجزیه الکترولیت و واکنش تجزیه ماده کاتد را تسریع میکند و در نتیجه به طور جدی بر عمر مفید و عملکرد باتری تأثیر میگذارد. عملکرد استفاده. واکنشهای فوق تقریباً همگی برگشتناپذیر هستند. هنگامی که سرعت واکنش افزایش مییابد، مواد موجود برای واکنشهای الکتروشیمیایی برگشتپذیر در داخل باتری به سرعت کاهش مییابند و باعث میشوند عملکرد باتری در مدت زمان کوتاهی کاهش یابد. و هنگامی که دمای باتری همچنان از دمای ایمنی باتری فراتر رود، واکنش تجزیه الکترولیت و الکترودها به طور خود به خود در داخل باتری رخ میدهد که در مدت زمان بسیار کوتاهی مقدار زیادی گرما تولید میکند، یعنی شکست حرارتی باتری رخ میدهد که باعث میشود باتری به طور کامل از بین برود. در فضای کوچک جعبه باتری، گرما به سختی به موقع دفع میشود و گرما در مدت زمان کوتاهی به سرعت جمع میشود. این امر به احتمال زیاد باعث گسترش سریع شکست حرارتی باتری میشود و باعث میشود که باتری دود کند، خود به خود مشتعل شود یا حتی منفجر شود.
استراتژی کنترل مدیریت حرارتی خودروهای الکتریکی خالص عبارت است از: فرآیند استارت سرد باتری: قبل از روشن کردن خودروی الکتریکی،بی ام اسدمای ماژول باتری را بررسی میکند و مقدار میانگین دمای سنسور دما را با دمای هدف مقایسه میکند. اگر دمای میانگین ماژول باتری فعلی بالاتر از دمای هدف باشد، وسیله نقلیه الکتریکی میتواند به طور عادی روشن شود. اگر مقدار میانگین دمای سنسور کمتر از دمای هدف باشد،بخاری PTC مخصوص خودروهای برقیبرای شروع سیستم پیش گرمایش، باید روشن شود. در طول فرآیند گرمایش، BMS دائماً دمای باتری را کنترل میکند. با افزایش دمای باتری در حین کار سیستم پیش گرمایش، هنگامی که میانگین دمای سنسور دما به دمای هدف میرسد، سیستم پیش گرمایش کار خود را متوقف میکند.
زمان ارسال: 9 مه 2024
