Նոր էներգիայի մեքենաների համար լիթիումային մարտկոցի ջերմային կառավարման տեխնոլոգիայի հետազոտություն

1. Նոր էներգիայի մեքենաների լիթիումային մարտկոցների բնութագրերը

Լիթիումային մարտկոցները հիմնականում ունեն ցածր ինքնալիցքաթափման արագության, էներգիայի բարձր խտության, բարձր ցիկլի ժամանակների և օգտագործման ընթացքում բարձր գործառնական արդյունավետության առավելությունները:Լիթիումային մարտկոցների օգտագործումը որպես նոր էներգիայի հիմնական էներգիայի սարքը համարժեք է լավ էներգիայի աղբյուր ստանալուն:Հետևաբար, նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների հիմնական բաղադրիչների կազմում լիթիումի մարտկոցների փաթեթը, որը կապված է լիթիումային մարտկոցի բջիջի հետ, դարձել է դրա ամենակարևոր հիմնական բաղադրիչը և էներգիան ապահովող հիմնական մասը:Լիթիումային մարտկոցների աշխատանքի ընթացքում որոշակի պահանջներ կան շրջակա միջավայրին:Փորձարարական արդյունքների համաձայն՝ աշխատանքային օպտիմալ ջերմաստիճանը պահպանվում է 20°C-ից 40°C:Երբ մարտկոցի շուրջ ջերմաստիճանը գերազանցի նշված սահմանը, լիթիումի մարտկոցի աշխատանքը զգալիորեն կնվազի, իսկ ծառայության ժամկետը զգալիորեն կնվազի:Քանի որ լիթիումի մարտկոցի շուրջ ջերմաստիճանը չափազանց ցածր է, վերջնական լիցքաթափման հզորությունը և լիցքաթափման լարումը կշեղվեն նախադրված ստանդարտից և կտրուկ անկում կլինի:

Եթե ​​շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, լիթիումի մարտկոցի ջերմային փախուստի հավանականությունը մեծապես կբարձրանա, և ներքին ջերմությունը կհավաքվի կոնկրետ վայրում՝ առաջացնելով ջերմության կուտակման լուրջ խնդիրներ:Եթե ​​ջերմության այս մասը չի կարող սահուն արտահանվել, լիթիումի մարտկոցի երկարացված աշխատանքային ժամանակի հետ մեկտեղ, մարտկոցը հակված է պայթյունի:Անվտանգության այս վտանգը մեծ վտանգ է ներկայացնում անձնական անվտանգության համար, ուստի լիթիումի մարտկոցները պետք է հենվեն էլեկտրամագնիսական հովացման սարքերի վրա՝ բարելավելու ընդհանուր սարքավորումների անվտանգության աշխատանքը աշխատելիս:Կարելի է տեսնել, որ երբ հետազոտողները վերահսկում են լիթիումային մարտկոցների ջերմաստիճանը, նրանք պետք է ռացիոնալ օգտագործեն արտաքին սարքեր՝ ջերմություն արտահանելու և լիթիումային մարտկոցների օպտիմալ աշխատանքային ջերմաստիճանը վերահսկելու համար։Այն բանից հետո, երբ ջերմաստիճանի հսկողությունը հասնի համապատասխան չափանիշներին, նոր էներգիայի մեքենաների անվտանգ վարման թիրախը հազիվ թե վտանգի ենթարկվի:

2. Նոր էներգիայի մեքենաների լիթիումային մարտկոցի ջերմության առաջացման մեխանիզմ

Թեև այս մարտկոցները կարող են օգտագործվել որպես ուժային սարքեր, սակայն իրական կիրառման գործընթացում նրանց միջև տարբերություններն ավելի ակնհայտ են:Որոշ մարտկոցներ ավելի մեծ թերություններ ունեն, ուստի նոր էներգիայի մեքենաներ արտադրողները պետք է ուշադիր ընտրեն:Օրինակ, կապարաթթվային մարտկոցը բավականաչափ հզորություն է ապահովում միջին ճյուղի համար, սակայն այն իր շահագործման ընթացքում մեծ վնաս կհասցնի շրջակա միջավայրին, և այդ վնասը հետագայում անուղղելի կլինի։Հետևաբար, էկոլոգիական անվտանգությունը պաշտպանելու նպատակով երկրում արգելված ցանկում ներառվել են կապարաթթվային մարտկոցները։Մշակման ժամանակահատվածում նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցները լավ հնարավորություններ են ստացել, զարգացման տեխնոլոգիան աստիճանաբար հասունացել է, ինչպես նաև ընդլայնվել է կիրառման շրջանակը։Այնուամենայնիվ, համեմատած լիթիումի մարտկոցների հետ, դրա թերությունները մի փոքր ակնհայտ են:Օրինակ, սովորական մարտկոցներ արտադրողների համար դժվար է վերահսկել նիկել-մետաղական հիդրիդային մարտկոցների արտադրության արժեքը:Արդյունքում շուկայում նիկելաջրածնային մարտկոցների գինը բարձր է մնացել։Էներգետիկ մեքենաների որոշ նոր ապրանքանիշեր, որոնք ձգտում են ծախսերի արդյունավետության, դժվար թե մտածեն դրանք օգտագործել որպես ավտոպահեստամասեր:Ավելի կարևոր է, որ Ni-MH մարտկոցները շատ ավելի զգայուն են շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի նկատմամբ, քան լիթիումի մարտկոցները, և ավելի հավանական է, որ հրդեհ բռնկվեն բարձր ջերմաստիճանի պատճառով:Բազմաթիվ համեմատություններից հետո լիթիումային մարտկոցները առանձնանում են և այժմ լայնորեն օգտագործվում են նոր էներգիայի մեքենաներում:

Պատճառը, թե ինչու լիթիումային մարտկոցները կարող են էներգիա ապահովել նոր էներգիայի մեքենաների համար, հենց այն է, որ դրանց դրական և բացասական էլեկտրոդները ակտիվ նյութեր ունեն:Նյութերի շարունակական ներկառուցման և արդյունահանման գործընթացում ստացվում է մեծ քանակությամբ էլեկտրական էներգիա, այնուհետև էներգիայի փոխակերպման սկզբունքի համաձայն՝ էլեկտրական էներգիան և կինետիկ էներգիան՝ փոխանակման նպատակին հասնելու համար՝ այդպիսով հզոր հզորություն հաղորդելով նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցներ, կարող են հասնել մեքենայով քայլելու նպատակին:Միևնույն ժամանակ, երբ լիթիումի մարտկոցի բջիջը ենթարկվում է քիմիական ռեակցիայի, այն կունենա ջերմություն կլանելու և ջերմություն արձակելու գործառույթ՝ էներգիայի ամբողջական փոխակերպման համար:Բացի այդ, լիթիումի ատոմը ստատիկ չէ, այն կարող է անընդհատ շարժվել էլեկտրոլիտի և դիֆրագմայի միջև, և կա բևեռացման ներքին դիմադրություն:

Այժմ ջերմությունը նույնպես համապատասխան կերպով կթողարկվի։Այնուամենայնիվ, նոր էներգիայի մեքենաների լիթիումային մարտկոցի շուրջ ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է, ինչը հեշտությամբ կարող է հանգեցնել դրական և բացասական բաժանարարների քայքայմանը:Բացի այդ, նոր էներգետիկ լիթիումային մարտկոցի բաղադրությունը կազմված է բազմաթիվ մարտկոցներից:Բոլոր մարտկոցների ջերմությունը գերազանցում է մեկ մարտկոցի ջերմությունը:Երբ ջերմաստիճանը գերազանցում է կանխորոշված ​​արժեքը, մարտկոցը չափազանց հակված է պայթյունի:

3. Մարտկոցների ջերմային կառավարման համակարգի հիմնական տեխնոլոգիաները

Նոր էներգիայի մեքենաների մարտկոցների կառավարման համակարգի համար, ինչպես տանը, այնպես էլ արտերկրում, մեծ ուշադրություն է դարձվել, սկսել են մի շարք հետազոտություններ և ստացել բազմաթիվ արդյունքներ:Այս հոդվածը կկենտրոնանա նոր էներգետիկ տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների ջերմային կառավարման համակարգի մարտկոցի մնացորդային հզորության ճշգրիտ գնահատման, մարտկոցի մնացորդի կառավարման և հիմնական տեխնոլոգիաների վրա, որոնք կիրառվել են համակարգում:ջերմային կառավարման համակարգ.

3.1 Մարտկոցի ջերմային կառավարման համակարգի մնացորդային հզորության գնահատման մեթոդ
Հետազոտողները մեծ էներգիա և տքնաջան ջանքեր են ներդրել SOC-ի գնահատման համար՝ հիմնականում օգտագործելով գիտական ​​տվյալների ալգորիթմներ, ինչպիսիք են ամպեր-ժամ ինտեգրալ մեթոդը, գծային մոդելի մեթոդը, նեյրոնային ցանցի մեթոդը և Կալմանի ֆիլտրի մեթոդը՝ մեծ թվով սիմուլյացիոն փորձեր կատարելու համար:Այնուամենայնիվ, այս մեթոդի կիրառման ժամանակ հաճախ տեղի են ունենում հաշվարկների սխալներ:Եթե ​​սխալը ժամանակին չշտկվի, ապա հաշվարկի արդյունքների միջև եղած բացը գնալով ավելի է մեծանալու:Այս թերությունը լրացնելու համար հետազոտողները սովորաբար համատեղում են Անշիի գնահատման մեթոդը այլ մեթոդների հետ՝ միմյանց ստուգելու համար, որպեսզի ստանան առավել ճշգրիտ արդյունքներ:Ճշգրիտ տվյալների շնորհիվ հետազոտողները կարող են ճշգրիտ գնահատել մարտկոցի լիցքաթափման հոսանքը:

3.2 Մարտկոցի ջերմային կառավարման համակարգի հավասարակշռված կառավարում
Մարտկոցի ջերմային կառավարման համակարգի հավասարակշռության կառավարումը հիմնականում օգտագործվում է էներգիայի մարտկոցի յուրաքանչյուր մասի լարման և հզորության համակարգման համար:Տարբեր մասերում տարբեր մարտկոցներ օգտագործելուց հետո հզորությունը և լարումը տարբեր կլինեն:Այս պահին հավասարակշռության կառավարումը պետք է օգտագործվի երկուսի միջև տարբերությունը վերացնելու համար:Անհամապատասխանություն.Ներկայումս հաշվեկշռի կառավարման ամենատարածված տեխնիկան

Այն հիմնականում բաժանվում է երկու տեսակի՝ պասիվ հավասարեցում և ակտիվ հավասարեցում։Կիրառման տեսանկյունից, այս երկու տեսակի հավասարեցման մեթոդներով կիրառվող իրականացման սկզբունքները միանգամայն տարբեր են:

(1) Պասիվ հավասարակշռություն.Պասիվ հավասարեցման սկզբունքը օգտագործում է մարտկոցի հզորության և լարման հարաբերակցությունը, որը հիմնված է մարտկոցների մեկ շղթայի լարման տվյալների վրա, և երկուսի փոխակերպումը հիմնականում իրականացվում է դիմադրության լիցքաթափման միջոցով. բարձր էներգիայի մարտկոցի էներգիան առաջացնում է ջերմություն: դիմադրողական ջեռուցման միջոցով, Այնուհետև ցրվել օդի միջոցով էներգիայի կորստի նպատակին հասնելու համար:Այնուամենայնիվ, այս հավասարեցման մեթոդը չի բարելավում մարտկոցի օգտագործման արդյունավետությունը:Բացի այդ, եթե ջերմության արտանետումը անհավասար է, մարտկոցը չի կարողանա կատարել մարտկոցի ջերմային կառավարման խնդիրը գերտաքացման խնդրի պատճառով:

(2) Ակտիվ հաշվեկշիռ.Ակտիվ հավասարակշռությունը պասիվ հավասարակշռության արդիականացված արդյունք է, որը լրացնում է պասիվ հավասարակշռության թերությունները:Իրականացման սկզբունքի տեսանկյունից ակտիվ հավասարեցման սկզբունքը չի վերաբերում պասիվ հավասարեցման սկզբունքին, այլ ընդունում է բոլորովին այլ նոր հայեցակարգ. ակտիվ հավասարեցումը մարտկոցի էլեկտրական էներգիան չի փոխակերպում ջերմային էներգիայի և ցրում է այն։ , որպեսզի բարձր էներգիան փոխանցվի Մարտկոցից էներգիան փոխանցվում է ցածր էներգիայի մարտկոցին։Ավելին, փոխանցման այս տեսակը չի խախտում էներգիայի պահպանման օրենքը և ունի ցածր կորուստների, օգտագործման բարձր արդյունավետության և արագ արդյունքների առավելություններ:Այնուամենայնիվ, հաշվեկշռի կառավարման կազմի կառուցվածքը համեմատաբար բարդ է:Եթե ​​հավասարակշռության կետը պատշաճ կերպով չի վերահսկվում, այն կարող է անդառնալի վնաս պատճառել հոսանքի մարտկոցի փաթեթին՝ դրա չափից ավելի մեծության պատճառով:Ամփոփելով նշենք, որ ինչպես ակտիվ հաշվեկշռի կառավարումը, այնպես էլ պասիվ հաշվեկշռի կառավարումը ունեն թերություններ և առավելություններ:Հատուկ կիրառություններում հետազոտողները կարող են ընտրություն կատարել՝ ըստ լիթիումի մարտկոցների փաթեթների հզորության և քանակի:Ցածր տարողությամբ, քիչ թվով լիթիումի մարտկոցների փաթեթները հարմար են պասիվ հավասարեցման կառավարման համար, իսկ մեծ հզորությամբ, մեծ թվով լիթիումի մարտկոցների փաթեթները հարմար են ակտիվ հավասարեցման կառավարման համար:

3.3 Հիմնական տեխնոլոգիաները, որոնք օգտագործվում են մարտկոցի ջերմային կառավարման համակարգում
(1) Որոշեք մարտկոցի օպտիմալ աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքը:Ջերմային կառավարման համակարգը հիմնականում օգտագործվում է մարտկոցի շուրջ ջերմաստիճանը համակարգելու համար, ուստի ջերմային կառավարման համակարգի կիրառման էֆեկտն ապահովելու համար հետազոտողների կողմից մշակված հիմնական տեխնոլոգիան հիմնականում օգտագործվում է մարտկոցի աշխատանքային ջերմաստիճանը որոշելու համար:Քանի դեռ մարտկոցի ջերմաստիճանը պահպանվում է համապատասխան տիրույթում, լիթիումի մարտկոցը միշտ կարող է լինել լավագույն աշխատանքային վիճակում՝ ապահովելով բավարար հզորություն նոր էներգետիկ մեքենաների շահագործման համար:Այսպիսով, նոր էներգիայի մեքենաների լիթիումային մարտկոցի աշխատանքը միշտ կարող է գերազանց վիճակում լինել:

(2) Մարտկոցի ջերմային միջակայքի հաշվարկ և ջերմաստիճանի կանխատեսում:Այս տեխնոլոգիան ներառում է մաթեմատիկական մոդելի մեծ թվով հաշվարկներ:Գիտնականները համապատասխան հաշվարկման մեթոդներ են օգտագործում մարտկոցի ներսում ջերմաստիճանի տարբերությունը ստանալու համար և դա օգտագործում են որպես հիմք՝ կանխատեսելու մարտկոցի հնարավոր ջերմային վարքը։

(3) Ջերմային փոխանցման միջավայրի ընտրություն.Ջերմային կառավարման համակարգի բարձր արդյունավետությունը կախված է ջերմային փոխանցման միջավայրի ընտրությունից:Ներկայիս նոր էներգետիկ մեքենաների մեծ մասը որպես հովացման միջոց օգտագործում է օդ/հովացուցիչ նյութ:Սառեցման այս մեթոդը պարզ է շահագործման մեջ, ցածր արտադրական արժեքով և կարող է լավ հասնել մարտկոցի ջերմության ցրման նպատակին:PTC օդային տաքացուցիչ/PTC հովացուցիչ նյութի ջեռուցիչ)

(4) Ընդունել զուգահեռ օդափոխության և ջերմության ցրման կառուցվածքի ձևավորում:Լիթիումի մարտկոցների փաթեթների միջև օդափոխության և ջերմության տարածման դիզայնը կարող է ընդլայնել օդի հոսքը, որպեսզի այն հավասարապես բաշխվի մարտկոցների փաթեթների միջև՝ արդյունավետորեն լուծելով մարտկոցների մոդուլների միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը:

(5) Օդափոխիչի և ջերմաստիճանի չափման կետի ընտրություն:Այս մոդուլում հետազոտողները տեսական հաշվարկներ անելու համար օգտագործեցին մեծ թվով փորձեր, այնուհետև օգտագործեցին հեղուկների մեխանիկայի մեթոդներ՝ օդափոխիչի էներգիայի սպառման արժեքները ստանալու համար:Այնուհետև հետազոտողները կօգտագործեն վերջավոր տարրեր՝ գտնելու ջերմաստիճանի չափման ամենահարմար կետը՝ մարտկոցի ջերմաստիճանի տվյալները ճշգրիտ ստանալու համար: