Էլեկտրաէներգիայի մարտկոցի ջերմային փոխանցման միջավայրի ջերմային կառավարման համակարգի վերլուծություն

Նոր էներգիայի տրանսպորտային միջոցների հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկը էներգիայի մարտկոցներն են:Մարտկոցների որակը մի կողմից որոշում է էլեկտրական մեքենաների արժեքը, մյուս կողմից՝ էլեկտրական մեքենաների շարժման տիրույթը:Ընդունման և արագ ընդունման հիմնական գործոնը:

Ըստ էներգիայի մարտկոցների օգտագործման բնութագրերի, պահանջների և կիրառման ոլորտների՝ էլեկտրաէներգիայի մարտկոցների հետազոտման և մշակման տեսակները տանը և արտերկրում մոտավորապես հետևյալն են. վառելիքի բջիջներ և այլն, որոնցից ամենաշատ ուշադրությունը գրավում են լիթիում-իոնային մարտկոցների մշակումը։

Էլեկտրաէներգիայի մարտկոցի ջերմության առաջացման վարքագիծը

Ջերմության աղբյուրը, ջերմության առաջացման արագությունը, մարտկոցի ջերմային հզորությունը և էներգիայի մարտկոցի մոդուլի այլ հարակից պարամետրերը սերտորեն կապված են մարտկոցի բնույթի հետ:Մարտկոցի կողմից թողարկված ջերմությունը կախված է մարտկոցի քիմիական, մեխանիկական և էլեկտրական բնույթից և բնութագրերից, հատկապես էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի բնույթից:Մարտկոցի ռեակցիայում առաջացած ջերմային էներգիան կարող է արտահայտվել մարտկոցի ռեակցիայի ջերմությամբ Qr;էլեկտրաքիմիական բևեռացումը հանգեցնում է նրան, որ մարտկոցի իրական լարումը շեղվում է իր հավասարակշռության էլեկտրաշարժիչ ուժից, և մարտկոցի բևեռացման հետևանքով առաջացած էներգիայի կորուստը արտահայտվում է Qp-ով:Բացի այն, որ մարտկոցի ռեակցիան ընթանում է ըստ ռեակցիայի հավասարման, կան նաև որոշ կողմնակի ռեակցիաներ։Բնորոշ կողմնակի ռեակցիաները ներառում են էլեկտրոլիտի քայքայումը և մարտկոցի ինքնալիցքաթափումը:Այս գործընթացում առաջացող կողմնակի ռեակցիայի ջերմությունը Qs է:Բացի այդ, քանի որ ցանկացած մարտկոց անխուսափելիորեն դիմադրություն կունենա, Ջուլի ջերմությունը Qj կստեղծվի, երբ հոսանքն անցնի:Հետևաբար, մարտկոցի ընդհանուր ջերմությունը հետևյալ ասպեկտների ջերմության գումարն է՝ Qt=Qr+Qp+Qs+Qj։

Կախված լիցքավորման (լիցքաթափման) կոնկրետ գործընթացից, հիմնական գործոնները, որոնք առաջացնում են մարտկոցի ջերմություն, նույնպես տարբեր են:Օրինակ, երբ մարտկոցը սովորաբար լիցքավորվում է, Qr-ն գերիշխող գործոն է.իսկ մարտկոցի լիցքավորման ավելի ուշ փուլում, էլեկտրոլիտի քայքայման պատճառով, կողմնակի ռեակցիաներ են սկսվում (կողային ռեակցիայի ջերմությունը Qs է), երբ մարտկոցը գրեթե ամբողջությամբ լիցքավորվում և գերլիցքավորվում է, հիմնականում տեղի է ունենում էլեկտրոլիտի քայքայումը, որտեղ գերակշռում է Qs-ը։ .Ջուլի ջերմությունը Qj կախված է հոսանքից և դիմադրությունից:Սովորաբար օգտագործվող լիցքավորման մեթոդն իրականացվում է մշտական ​​հոսանքի ներքո, և Qj-ն այս պահին հատուկ արժեք է:Այնուամենայնիվ, գործարկման և արագացման ժամանակ հոսանքը համեմատաբար բարձր է:HEV-ի համար սա համարժեք է մի քանի տասնյակ ամպեր հարյուրավոր ամպերի հոսանքի:Այս պահին Joule ջերմային Qj-ը շատ մեծ է և դառնում է մարտկոցի ջերմության արտանետման հիմնական աղբյուրը:

Ջերմային կառավարման կառավարելիության տեսանկյունից ջերմային կառավարման համակարգերը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ ակտիվ և պասիվ:Ջերմային փոխանցման միջավայրի տեսանկյունից ջերմային կառավարման համակարգերը կարելի է բաժանել օդային հովացմամբ, հեղուկով սառեցված և փուլափոխվող ջերմային պահեստավորման:

Ջերմային կառավարում օդով որպես ջերմային փոխանցման միջոց

Ջերմային փոխանցման կրիչը զգալի ազդեցություն ունի ջերմային կառավարման համակարգի աշխատանքի և արժեքի վրա:Օդի օգտագործումը որպես ջերմության փոխանցման միջոց է օդը ուղղակիորեն ներմուծելն այնպես, որ այն հոսում է մարտկոցի մոդուլի միջով՝ հասնելու ջերմության ցրման նպատակին:Ընդհանուր առմամբ, օդափոխիչները, մուտքային և ելքային օդափոխությունը և այլ բաղադրիչներ են պահանջվում:
Ըստ օդի ընդունման տարբեր աղբյուրների՝ սովորաբար լինում են հետևյալ ձևերը.
1 Պասիվ սառեցում արտաքին օդափոխությամբ
2. Պասիվ սառեցում/ջեռուցում ուղևորների խցիկի օդափոխության համար
3. Արտաքին կամ ուղևորների խցիկի օդի ակտիվ սառեցում/տաքացում
Պասիվ համակարգի կառուցվածքը համեմատաբար պարզ է և ուղղակիորեն օգտագործում է գոյություն ունեցող միջավայրը:Օրինակ, եթե մարտկոցը պետք է տաքացվի ձմռանը, ուղևորների խցիկի տաք միջավայրը կարող է օգտագործվել օդ ներշնչելու համար:Եթե ​​մեքենա վարելիս մարտկոցի ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, և ուղևորների խցիկում օդի սառեցման ազդեցությունը լավ չէ, սառը օդը կարելի է ներշնչել դրսից՝ սառչելու համար:

Ակտիվ համակարգի համար անհրաժեշտ է ստեղծել առանձին համակարգ, որն ապահովում է ջեռուցման կամ հովացման գործառույթները և ինքնուրույն կառավարվում է մարտկոցի կարգավիճակի համաձայն, ինչը նաև մեծացնում է մեքենայի էներգիայի սպառումը և արժեքը:Տարբեր համակարգերի ընտրությունը հիմնականում կախված է մարտկոցի օգտագործման պահանջներից:

Ջերմային կառավարում հեղուկով որպես ջերմային փոխանցման միջոց

Որպես միջոց հեղուկով ջերմության փոխանցման համար անհրաժեշտ է ջերմության փոխանցման հաղորդակցություն հաստատել մոդուլի և հեղուկ միջավայրի միջև, ինչպիսին է ջրի բաճկոնը, անուղղակի ջեռուցում և հովացում անցկացնելու համար կոնվեկցիայի և ջերմային հաղորդման տեսքով:Ջերմային փոխանցման միջոցը կարող է լինել ջուր, էթիլեն գլիկոլ կամ նույնիսկ սառնագենտ:Կա նաև ջերմության ուղղակի փոխանցում՝ բևեռի կտորը դիէլեկտրիկի հեղուկի մեջ ընկղմելով, սակայն կարճ միացումից խուսափելու համար պետք է մեկուսացման միջոցներ ձեռնարկել:

Հեղուկի պասիվ հովացումը սովորաբար օգտագործում է հեղուկ միջավայրի օդի ջերմափոխանակությունը, այնուհետև մարտկոցի մեջ մտցնում է կոկոններ՝ երկրորդական ջերմափոխանակման համար, մինչդեռ ակտիվ հովացումը օգտագործում է շարժիչի հովացուցիչ նյութ-հեղուկ միջին ջերմափոխանակիչներ կամ էլեկտրական ջեռուցման/ջերմային յուղի ջեռուցում՝ առաջնային հովացման համար:Ջեռուցում, առաջնային հովացում ուղևորների խցիկի օդորակիչով/օդորակիչով սառնագենտ-հեղուկ միջավայր:
Ջերմային կառավարման համակարգը օդով և հեղուկով որպես միջավայր պահանջում է օդափոխիչներ, ջրի պոմպեր, ջերմափոխանակիչներ, ջեռուցիչներ (PTC օդի տաքացուցիչ), խողովակաշարեր և այլ պարագաներ՝ կառուցվածքը չափազանց մեծ և բարդ դարձնելու համար, ինչպես նաև սպառում է մարտկոցի էներգիան, զանգված Մարտկոցի հզորության և էներգիայի խտությունը իջեցված են:
(PTC հովացուցիչ նյութջեռուցիչ) Ջրով հովացվող մարտկոցի հովացման համակարգը օգտագործում է հովացուցիչ նյութ (50% ջուր/50% էթիլեն գլիկոլ), որպեսզի մարտկոցից ջերմությունը փոխանցի օդորակման սառնագենտի համակարգ մարտկոցի հովացուցիչի միջոցով, իսկ այնուհետև շրջակա միջավայր՝ կոնդենսատորի միջոցով:Ներմուծվող ջրի ջերմաստիճանը հեշտ է հասնել ավելի ցածր ջերմաստիճանի՝ մարտկոցի հովացուցիչի միջոցով ջերմափոխանակումից հետո, և մարտկոցը կարող է կարգավորվել՝ աշխատելու լավագույն աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքում;համակարգի սկզբունքը ներկայացված է նկարում:Սառնագենտի համակարգի հիմնական բաղադրիչներն են՝ կոնդենսատոր, էլեկտրական կոմպրեսոր, գոլորշիչ, ընդարձակման փական՝ կանգառի փականով, մարտկոցի հովացուցիչ (ընդարձակման փական՝ կանգառի փականով) և օդորակման խողովակներ և այլն;Սառեցման ջրի միացումը ներառում է.էլեկտրական ջրի պոմպ, մարտկոց (ներառյալ հովացման թիթեղները), մարտկոցների հովացուցիչ սարքեր, ջրի խողովակներ, ընդարձակման բաքեր և այլ պարագաներ։