Naujose energetinėse transporto priemonėse kyla problemų dėl galios baterijų šiluminio valdymo
Nors naujų energiją naudojančių transporto priemonių maitinimo akumuliatorių šiluminis valdymas pasiekė tam tikrą pažangą, vis dar reikia išspręsti kai kurias neatidėliotinas problemas, tokias kaip netobulas pavienių elementų šilumos valdymo dizainas, neoptimizuota akumuliatoriaus sistemos šilumos išsklaidymo struktūra, žemas šilumos valdymo intelekto lygis. sistemos valdymo strategija ir tt Šiuo atžvilgiu būtina optimizuoti šiluminę konstrukciją akumuliatoriaus viduje, sistemos šilumos išsklaidymo struktūrą ir valdymo strategiją, kad būtų pasiektas efektyvesnis šilumos valdymas ir būtų užtikrinta, kad akumuliatorius veiktų optimaliame temperatūros diapazone.
1. Netobulas pavienių elementų šilumos valdymo dizainas
Naujų energetinių transporto priemonių akumuliatoriaus šiluminio valdymo sistemos projektavimas yra labai svarbus, tačiau vis dar yra tam tikrų problemų, ypač pavienių elementų šilumos valdymo srityje.
Pirma, atskirų elementų šilumos valdymo projekte yra nepakankamo temperatūros vienodumo problema. Kadangi akumuliatorių bloką sudaro keli atskiri elementai, šie pavieniai elementai gamins šilumą įkrovimo ir iškrovimo metu. Jei šilumos nepavyks laiku ir tolygiai išsklaidyti, kils vietinė akumuliatoriaus temperatūra ir susidarys karštos vietos. Šis karšto taško efektas ne tik paveiks akumuliatoriaus darbo efektyvumą, bet ir paspartins akumuliatoriaus senėjimą ir netgi sukels pavojų saugai. Tuo pačiu metu dėl baterijos vidinės struktūros sudėtingumo ir tarpo tarp pavienių elementų pasikeitimo šiluma pasiskirstys netolygi. Dabartinei šilumos valdymo konstrukcijai sunku visiškai išspręsti šią problemą, ypač esant didelei apkrovai ar ekstremalioms aplinkoms.
Antra, šiluminio atsako greičio ir atskirų elementų šiluminės talpos suderinimo problema taip pat yra pagrindinis šilumos valdymo projektavimo iššūkis. Ideali naujos energijos transporto priemonės galios akumuliatoriaus šiluminio valdymo sistema turėtų greitai reaguoti į akumuliatoriaus generuojamos šilumos pokyčius ir turėti pakankamą šiluminę galią sugerti arba išleisti šilumos energiją, kad būtų užtikrintas akumuliatoriaus temperatūros stabilumas. Tačiau kai maitinimo baterija veikia aplinkoje, kurioje greitas įkrovimas ir išsikrovimas, didelis iškrovimas ar dideli temperatūros svyravimai, šilumos valdymo sistemai dažnai sunku greitai reaguoti ir efektyviai valdyti. Ypač kai baterijos konstrukcija siekia didelio energijos tankio, šiluminio valdymo sistemos šiluminio atsako charakteristikos ir šiluminės talpos konfigūracija yra ypač svarbios, tačiau esamai konstrukcijai sunku rasti tobulą pusiausvyrą tarp lengvo ir didelio efektyvumo. Tai gali turėti įtakos maitinimo akumuliatoriaus ciklo trukmei ir saugai.
2. Reikia optimizuoti akumuliatoriaus sistemos šilumos išsklaidymo struktūrą
Naujų energetinių transporto priemonių galios akumuliatoriaus šiluminio valdymo problema yra ta, kad reikia optimizuoti akumuliatoriaus sistemos šilumos išsklaidymo struktūrą. Šiuo metu maitinimo akumuliatoriaus sistemos šilumos išsklaidymo struktūra susiduria su iššūkiais, susijusiais su aukštos temperatūros aplinka ir greitu įkrovimu bei iškrovimu. Jis lengvai pažeidžiamas esant aukštai temperatūrai, o per didelė temperatūra pagreitins akumuliatoriaus senėjimą ir sumažins jo veikimą. Tuo pačiu metu greitas įkrovimas ir iškrovimas generuos daug šilumos, o tradicinė šilumos išsklaidymo sistema šiuo atveju dažnai negali efektyviai išsklaidyti šilumos, todėl akumuliatoriaus temperatūra per greitai pakils. Be to, akumuliatoriaus sistemos šilumos išsklaidymo struktūra yra nepakankama didelės talpos baterijų paketų šilumos išsklaidymo efekto ir šilumos išsklaidymo vienodumo požiūriu. Kuriant naujas energetines transporto priemones, akumuliatorių talpa ir toliau didėja, o didelės talpos akumuliatorių blokų šilumos išsklaidymo problema tampa vis ryškesnė. Tradicinė šilumos išsklaidymo struktūra dažnai negali visiškai padengti viso akumuliatoriaus bloko, todėl kai kuriose vietose temperatūra būna per aukšta, o kitose – per žema, todėl šiluma sklaidosi netolygiai. Dėl netolygaus šilumos išsklaidymo pavienių baterijos elementų temperatūrų skirtumas bus per didelis, o tai turės įtakos akumuliatoriaus įkrovimui ir iškrovimui bei tarnavimo laikui.
3. Žemas šilumos valdymo sistemos valdymo strategijos intelektas
Pirma, kontrolės strategija turi tam tikrų apribojimų. Šiuo metu naujų energetinių transporto priemonių galios baterijų šiluminio valdymo sistema daugiausia naudoja tradicinę temperatūros slenksčio valdymo strategiją, ty nustatant statines viršutines ir apatines temperatūros ribas, kad būtų suaktyvintos šilumos išsklaidymo arba aušinimo priemonės. Tačiau ši statinio valdymo strategija negali visiškai prisitaikyti prie akumuliatoriaus šilumos valdymo poreikių esant skirtingoms darbo ir aplinkos sąlygoms. Pavyzdžiui, esant aukštai temperatūrai, tradicinė temperatūros slenksčio valdymo strategija gali būti per konservatyvi, todėl dažnai pradedamos šilumos išsklaidymo priemonės, o tai turi įtakos akumuliatoriaus energijos naudojimo efektyvumui. Esant žemai temperatūrai, tradicinė valdymo strategija gali nesugebėti laiku pradėti šildymo priemonių, o tai turi įtakos akumuliatoriaus veikimui ir tarnavimo laikui.
Antra, duomenų apdorojimo ir sprendimų priėmimo intelektas yra ribotas. Nors kai kuriose maitinimo elementų šiluminio valdymo sistemose duomenims stebėti ir reguliuoti naudojami jutikliai ir valdymo blokai, duomenų apdorojimas ir sprendimų priėmimas vis dar turi apribojimų. Pavyzdžiui, šiluminio valdymo sistemoje esant sudėtingoms akumuliatoriaus šiluminėms charakteristikoms ir aplinkos sąlygoms, tokioms kaip akumuliatoriaus vidinis temperatūros pasiskirstymas, įkrovimo greitis, aplinkos temperatūra ir kt., esamos sistemos duomenų apdorojimo pajėgumas yra ribotas ir neįmanoma visiškai išgauti ir naudoti šiuos duomenis šilumos valdymo strategijai optimizuoti. Be to, esamos šilumos valdymo sistemos galimybės priimti sprendimus yra gana ribotos ir neįmanoma atlikti visapusiško optimizavimo remiantis keliais parametrais ir sąlygomis, todėl valdymo strategijos tikslumas ir pritaikomumas yra riboti.