Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн литийн батерейны дулааны удирдлагын технологийн судалгаа

1. Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн лити батерейны шинж чанар

Литиум батерей нь голчлон өөрөө цэнэггүй цэнэг багатай, эрчим хүчний нягтрал ихтэй, эргэлтийн хугацаа өндөр, ашиглалтын явцад өндөр үр ашигтай байдаг зэрэг давуу талуудтай.Лити батерейг шинэ эрчим хүчний гол төхөөрөмж болгон ашиглах нь эрчим хүчний сайн эх үүсвэртэй тэнцэхүйц юм.Тиймээс шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн найрлагад литийн батерейны үүртэй холбоотой лити батерей нь түүний хамгийн чухал үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд эрчим хүчийг хангадаг гол хэсэг болсон.Лити батерейг ажиллуулах явцад хүрээлэн буй орчинд тодорхой шаардлага тавьдаг.Туршилтын үр дүнгээс үзэхэд ажлын хамгийн оновчтой температурыг 20 ° C-аас 40 ° C хүртэл байлгадаг.Зайны эргэн тойрон дахь температур тогтоосон хязгаараас хэтэрвэл литийн батерейны хүчин чадал эрс буурч, ашиглалтын хугацаа ихээхэн багасна.Лити батерейны эргэн тойрон дахь температур хэт бага тул эцсийн цэнэгийн хүчин чадал, цэнэгийн хүчдэл нь урьдчилан тогтоосон стандартаас хазайж, огцом уналт болно.

Хэрэв орчны температур хэт өндөр байвал литийн батерейны дулааны урсах магадлал ихээхэн нэмэгдэж, дотоод дулаан нь тодорхой байршилд хуримтлагдаж, дулааны хуримтлалд ноцтой асуудал үүсгэдэг.Хэрэв дулааны энэ хэсгийг зөөвөрлөх боломжгүй бол лити батерейны ажиллах хугацаа уртасвал зай нь дэлбэрч болно.Энэхүү аюулгүй байдлын аюул нь хувийн аюулгүй байдалд ихээхэн заналхийлж байгаа тул литийн батерейнууд ажиллахдаа нийт төхөөрөмжийн аюулгүй байдлыг сайжруулахын тулд цахилгаан соронзон хөргөлтийн төхөөрөмжид найдах ёстой.Судлаачид литийн батерейны температурыг хянахдаа дулааныг экспортлох, литийн батерейны ажлын оновчтой температурыг хянахын тулд гадны төхөөрөмжийг оновчтой ашиглах ёстой гэдгийг харж болно.Температурын хяналт зохих стандартад хүрсний дараа шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн аюулгүй жолоодлогод аюул заналхийлэх нь бараг байхгүй.

2. Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн лити батерейны дулаан үйлдвэрлэх механизм

Хэдийгээр эдгээр батерейг эрчим хүчний төхөөрөмж болгон ашиглаж болох боловч бодит хэрэглээний явцад тэдгээрийн хоорондын ялгаа илүү тод харагдаж байна.Зарим батерей нь илүү их сул талуудтай байдаг тул шинэ эрчим хүчний автомашин үйлдвэрлэгчид анхааралтай сонгох хэрэгтэй.Жишээлбэл, хар тугалганы хүчлийн аккумулятор нь дунд салбарыг хангалттай эрчим хүчээр хангадаг боловч энэ нь ажиллах явцад хүрээлэн буй орчинд ихээхэн хохирол учруулах бөгөөд энэ гэмтэл нь хожим нөхөж баршгүй болно.Тиймээс тус улс экологийн аюулгүй байдлыг хамгаалах үүднээс хар тугалганы хүчлийн батерейг хориотой жагсаалтад оруулжээ.Хөгжлийн хугацаанд никель-металл гидридын батерейнууд сайн боломжуудыг олж авч, хөгжлийн технологи нь аажмаар боловсорч, хэрэглээний цар хүрээ өргөжиж байна.Гэсэн хэдий ч лити батерейтай харьцуулахад сул тал нь бага зэрэг илэрхий юм.Жишээлбэл, энгийн батерей үйлдвэрлэгчид никель-металл гидридын батерейны үйлдвэрлэлийн өртөгийг хянахад хэцүү байдаг.Үүний үр дүнд зах зээл дээр никель устөрөгчийн батерейны үнэ өндөр хэвээр байна.Зардлын гүйцэтгэлийг эрэлхийлдэг зарим шинэ эрчим хүчний автомашины брэндүүд тэдгээрийг автомашины эд анги болгон ашиглахыг бараг бодохгүй байна.Хамгийн гол нь Ni-MH батерейнууд нь литийн батерейг бодвол орчны температурт хамаагүй илүү мэдрэмтгий бөгөөд өндөр температураас болж гал авалцах магадлал өндөр байдаг.Олон тооны харьцуулалт хийсний дараа литийн батерейнууд тодрох бөгөөд одоо шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг.

Лити батерей нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийг эрчим хүчээр хангаж чадах шалтгаан нь эерэг ба сөрөг электродууд нь идэвхтэй материалтай байдагтай холбоотой юм.Материалыг тасралтгүй шингээх, олборлох явцад их хэмжээний цахилгаан эрчим хүчийг олж авдаг бөгөөд дараа нь энерги хувиргах зарчмын дагуу цахилгаан эрчим хүч, кинетик энергийг солилцох зорилгодоо хүрэхийн тулд, улмаар хүчтэй хүчийг нийлүүлдэг. шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэл нь машинтай алхах зорилгодоо хүрч чадна.Үүний зэрэгцээ литийн батерейны эс химийн урвалд ороход дулааныг шингээж, дулааныг ялгаруулж, эрчим хүчийг бүрэн хувиргах үүрэгтэй.Үүнээс гадна литийн атом нь статик биш, электролит ба диафрагмын хооронд тасралтгүй хөдөлж чаддаг, туйлшралын дотоод эсэргүүцэл байдаг.

Одоо дулааныг мөн зохих ёсоор гаргах болно.Гэсэн хэдий ч шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн лити батерейны эргэн тойрон дахь температур хэт өндөр байгаа нь эерэг ба сөрөг тусгаарлагчийг амархан задлахад хүргэдэг.Нэмж дурдахад шинэ эрчим хүчний лити батерейны найрлага нь олон тооны батерейны багцаас бүрддэг.Батерейны бүх багцаас үүсэх дулаан нь нэг батерейны дулаанаас хамаагүй их байдаг.Температур нь урьдчилан тогтоосон хэмжээнээс хэтэрсэн тохиолдолд батерей нь тэсрэлтэнд маш их өртдөг.

3. Зайны дулааны удирдлагын системийн гол технологиуд

Шинэ эрчим хүчний автомашины батерейны удирдлагын системд дотоод болон гадаадад ихээхэн анхаарал хандуулж, цуврал судалгаа явуулж, маш их үр дүнд хүрсэн.Энэхүү нийтлэл нь шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн батерейны дулааны удирдлагын систем, батерейны балансын удирдлага, үндсэн технологид ашигласан батерейны хүчин чадлын үнэн зөв үнэлгээнд анхаарлаа хандуулах болно.дулааны удирдлагын систем.

3.1 Зайны дулааны удирдлагын системийн үлдэгдэл чадлын үнэлгээний арга
Судлаачид SOC-ийн үнэлгээнд маш их эрчим хүч, шаргуу хүчин чармайлт гаргаж, голчлон ампер цагийн интеграл арга, шугаман загварын арга, мэдрэлийн сүлжээний арга, Калман шүүлтүүрийн арга зэрэг шинжлэх ухааны өгөгдлийн алгоритмуудыг ашиглан олон тооны симуляцийн туршилт хийсэн.Гэсэн хэдий ч энэ аргыг хэрэглэх явцад тооцооллын алдаа ихэвчлэн гардаг.Хэрэв алдааг цаг тухайд нь засч залруулахгүй бол тооцооллын үр дүнгийн хоорондын зөрүү улам ихсэх болно.Энэхүү согогийг нөхөхийн тулд судлаачид ихэвчлэн Анши үнэлгээний аргыг бие биенээ шалгах бусад аргуудтай хослуулж, хамгийн үнэн зөв үр дүнд хүрдэг.Нарийвчилсан мэдээллийн тусламжтайгаар судлаачид батерейны цэнэгийн гүйдлийг нарийн тооцоолж чадна.

3.2 Зайны дулааны удирдлагын системийн тэнцвэртэй удирдлага
Зайны дулааны удирдлагын системийн тэнцвэрийн менежментийг голчлон цахилгаан батерейны хэсэг бүрийн хүчдэл, хүчийг зохицуулахад ашигладаг.Өөр өөр хэсгүүдэд янз бүрийн батерейг ашигласны дараа хүч, хүчдэл өөр өөр байх болно.Энэ үед хоёрын ялгааг арилгахын тулд тэнцвэрийн менежментийг ашиглах хэрэгтэй.Тохиромжгүй байдал.Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг тэнцвэрийн менежментийн арга

Үүнийг үндсэндээ идэвхгүй тэгшитгэх, идэвхтэй тэгшитгэх гэсэн хоёр төрөлд хуваадаг.Хэрэглээний үүднээс авч үзвэл эдгээр хоёр төрлийн тэгшитгэлийн аргын ашигладаг хэрэгжүүлэх зарчим нь огт өөр юм.

(1) Идэвхгүй баланс.Идэвхгүй тэгшитгэлийн зарчим нь нэг батерейны хүчдэлийн өгөгдөл дээр үндэслэн батерейны хүч ба хүчдэлийн пропорциональ хамаарлыг ашигладаг бөгөөд энэ хоёрыг хөрвүүлэх нь ерөнхийдөө эсэргүүцлийн цэнэггүйдэлээр дамждаг: өндөр хүчин чадалтай батерейны энерги нь дулааныг үүсгэдэг. эсэргүүцэх халаалтаар дамжуулан, Дараа нь эрчим хүчний алдагдлын зорилгод хүрэхийн тулд агаарт тараана.Гэсэн хэдий ч энэхүү тэгшитгэх арга нь батерейны ашиглалтын үр ашгийг сайжруулдаггүй.Үүнээс гадна, хэрэв дулааны тархалт жигд бус байвал батерей нь хэт халалтын асуудлаас болж батерейны дулааны удирдлагын ажлыг гүйцэтгэх боломжгүй болно.

(2) Идэвхтэй баланс.Идэвхтэй баланс нь идэвхгүй тэнцвэрийн сул талуудыг нөхдөг идэвхгүй тэнцвэрийн сайжруулсан бүтээгдэхүүн юм.Хэрэгжүүлэх зарчмын үүднээс авч үзвэл идэвхтэй тэгшитгэх зарчим нь идэвхгүй тэгшитгэлийн зарчимд хамаарахгүй, харин огт өөр шинэ үзэл баримтлалыг баталжээ: идэвхтэй тэгшитгэх нь батерейны цахилгаан энергийг дулааны энерги болгон хувиргадаггүй бөгөөд түүнийг тараадаг. , ингэснээр өндөр энергийг дамжуулдаг.Мөн энэ төрлийн дамжуулалт нь эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийг зөрчөөгүй бөгөөд алдагдал багатай, ашиглалтын үр ашиг өндөр, үр дүн нь хурдан байдаг зэрэг давуу талтай.Гэсэн хэдий ч балансын менежментийн бүтцийн бүтэц нь харьцангуй төвөгтэй байдаг.Хэрэв тэнцвэрийн цэгийг зохих ёсоор хянахгүй бол энэ нь хэт том хэмжээтэй тул цахилгаан батерейнд эргэлт буцалтгүй гэмтэл учруулж болзошгүй.Дүгнэж хэлэхэд идэвхтэй тэнцвэрийн менежмент ба идэвхгүй балансын менежмент хоёулаа сул болон давуу талуудтай.Тодорхой хэрэглээнд судлаачид литийн батерейны багтаамж, хэлхээний тооноос хамаарч сонголт хийх боломжтой.Бага хүчин чадалтай, цөөн тооны лити батерейны багц нь идэвхгүй тэгшитгэлийн удирдлагад тохиромжтой, өндөр хүчин чадалтай, өндөр тоо бүхий литийн батерейны багц нь идэвхтэй тэгшитгэх менежментэд тохиромжтой.

3.3 Зайны дулааны удирдлагын системд ашигладаг үндсэн технологиуд
(1) Зайны ажиллах температурын оновчтой хязгаарыг тодорхойлох.Дулааны удирдлагын системийг голчлон батерейны эргэн тойрон дахь температурыг зохицуулахад ашигладаг тул дулааны удирдлагын системийн хэрэглээний үр нөлөөг хангахын тулд судлаачдын боловсруулсан гол технологийг голчлон батерейны ажлын температурыг тодорхойлоход ашигладаг.Батерейны температурыг зохих хязгаарт байлгахын хэрээр лити батерей нь үргэлж хамгийн сайн ажиллах нөхцөлтэй байж, шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийг ажиллуулахад хангалттай хүчийг өгдөг.Ийм байдлаар шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн лити батерейны гүйцэтгэл үргэлж маш сайн байх болно.

(2) Зайны дулааны хүрээний тооцоо ба температурын таамаглал.Энэ технологи нь маш олон тооны математик загварын тооцооллыг агуулдаг.Эрдэмтэд батерейны доторх температурын зөрүүг тооцоолохын тулд холбогдох тооцооны аргыг ашигладаг бөгөөд үүнийг батерейны дулааны төлөв байдлыг урьдчилан таамаглах үндэс болгон ашигладаг.

(3) Дулаан зөөгчийг сонгох.Дулааны удирдлагын системийн дээд зэргийн гүйцэтгэл нь дулаан зөөгчийг сонгохоос хамаарна.Одоогийн шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн ихэнх нь хөргөлтийн орчин болгон агаар/хөргөлтийн шингэнийг ашигладаг.Энэхүү хөргөлтийн арга нь ажиллахад хялбар, үйлдвэрлэлийн өртөг багатай бөгөөд батерейны дулааныг гадагшлуулах зорилгод бүрэн хүрч чадна.(PTC агаар халаагч/PTC хөргөлтийн халаагч)

(4) Зэрэгцээ агааржуулалт, дулаан ялгаруулах бүтцийн загварыг батлах.Литиум батерейны хоорондох агааржуулалт ба дулаан ялгаруулах загвар нь агаарын урсгалыг өргөжүүлж, батерейны хооронд жигд хуваарилж, зайны модулиудын температурын зөрүүг үр дүнтэй шийдвэрлэх боломжтой.

(5) Сэнс ба температур хэмжих цэгийн сонголт.Энэ модульд судлаачид олон тооны туршилтуудыг ашиглан онолын тооцоолол хийж, дараа нь сэнсний эрчим хүчний хэрэглээний утгыг олж авахын тулд шингэний механик аргыг ашигласан.Дараа нь судлаачид батерейны температурын мэдээллийг үнэн зөв олж авахын тулд температурыг хэмжих хамгийн тохиромжтой цэгийг олохын тулд хязгаарлагдмал элементүүдийг ашиглах болно.