Một trong những công nghệ chủ chốt của phương tiện sử dụng năng lượng mới là pin điện.Chất lượng của pin một mặt quyết định giá thành của xe điện và mặt khác là phạm vi di chuyển của xe điện.Yếu tố then chốt để được chấp nhận và áp dụng nhanh chóng.
Theo đặc điểm sử dụng, yêu cầu và lĩnh vực ứng dụng của pin điện, các loại pin điện được nghiên cứu và phát triển trong và ngoài nước đại khái là: pin axit chì, pin niken-cadmium, pin hydrua kim loại niken, pin lithium-ion, pin nhiên liệu..., trong đó việc phát triển pin lithium-ion được chú trọng nhiều nhất.
Hành vi tạo nhiệt của pin điện
Nguồn nhiệt, tốc độ sinh nhiệt, công suất nhiệt của pin và các thông số liên quan khác của mô-đun pin nguồn có liên quan chặt chẽ đến bản chất của pin.Nhiệt lượng do pin tỏa ra phụ thuộc vào tính chất hóa học, cơ, điện và đặc tính của pin, đặc biệt là tính chất của phản ứng điện hóa.Năng lượng nhiệt được tạo ra trong phản ứng của pin có thể được biểu thị bằng nhiệt phản ứng của pin Qr;sự phân cực điện hóa làm cho điện áp thực tế của pin lệch khỏi lực điện động cân bằng của nó và tổn thất năng lượng do phân cực pin được biểu thị bằng Qp.Ngoài phản ứng của pin diễn ra theo phương trình phản ứng còn có một số phản ứng phụ.Các phản ứng phụ điển hình bao gồm phân hủy chất điện phân và tự phóng điện của pin.Nhiệt phản ứng phụ được tạo ra trong quá trình này là Qs.Ngoài ra, vì bất kỳ loại pin nào cũng chắc chắn sẽ có điện trở nên nhiệt Joule Qj sẽ được tạo ra khi dòng điện chạy qua.Do đó, tổng nhiệt lượng của pin là tổng nhiệt lượng của các yếu tố sau: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.
Tùy thuộc vào quá trình sạc (xả) cụ thể mà các yếu tố chính khiến pin sinh nhiệt cũng khác nhau.Ví dụ, khi pin được sạc bình thường, Qr là hệ số trội;và ở giai đoạn sạc pin sau, do chất điện phân phân hủy nên các phản ứng phụ bắt đầu xảy ra (nhiệt phản ứng phụ là Qs), khi pin gần như được sạc đầy và bị sạc quá mức, Điều chủ yếu xảy ra là sự phân hủy chất điện phân, trong đó Qs chiếm ưu thế .Nhiệt Joule Qj phụ thuộc vào dòng điện và điện trở.Phương pháp sạc thường được sử dụng được thực hiện dưới dòng điện không đổi và Qj là một giá trị cụ thể tại thời điểm này.Tuy nhiên, trong quá trình khởi động và tăng tốc, dòng điện tương đối cao.Đối với HEV, giá trị này tương đương với dòng điện từ hàng chục ampe đến hàng trăm ampe.Lúc này nhiệt Joule Qj rất lớn và trở thành nguồn tỏa nhiệt chính của pin.
Từ góc độ khả năng kiểm soát quản lý nhiệt, hệ thống quản lý nhiệt (HVH) có thể được chia thành hai loại: chủ động và thụ động.Từ góc độ môi trường truyền nhiệt, hệ thống quản lý nhiệt có thể được chia thành: làm mát bằng không khí (Máy sưởi không khí PTC), làm mát bằng chất lỏng(Máy làm mát nước làm mát PTC) và lưu trữ nhiệt thay đổi pha.
Để truyền nhiệt với chất làm mát (Bộ làm mát chất làm mát PTC) làm môi trường, cần thiết lập liên lạc truyền nhiệt giữa mô-đun và môi trường chất lỏng, chẳng hạn như áo nước, để tiến hành gia nhiệt và làm mát gián tiếp dưới dạng đối lưu và truyền nhiệt dẫn truyền.Môi trường truyền nhiệt có thể là nước, ethylene glycol hoặc thậm chí là chất làm lạnh.Ngoài ra còn có sự truyền nhiệt trực tiếp bằng cách nhúng mảnh cực vào chất lỏng của chất điện môi, nhưng phải thực hiện các biện pháp cách nhiệt để tránh đoản mạch.
Làm mát bằng chất làm mát thụ động thường sử dụng trao đổi nhiệt không khí xung quanh chất lỏng và sau đó đưa kén vào pin để trao đổi nhiệt thứ cấp, trong khi làm mát chủ động sử dụng bộ trao đổi nhiệt trung bình chất lỏng làm mát động cơ hoặc hệ thống sưởi điện/sưởi ấm dầu nhiệt PTC để đạt được khả năng làm mát sơ cấp.Sưởi ấm, làm mát sơ cấp bằng môi chất lạnh/điều hòa không khí trong cabin hành khách.
Đối với các hệ thống quản lý nhiệt sử dụng không khí và chất lỏng làm môi trường, cấu trúc quá lớn và phức tạp do cần có quạt, máy bơm nước, bộ trao đổi nhiệt, máy sưởi, đường ống và các phụ kiện khác, đồng thời nó cũng tiêu tốn năng lượng pin và giảm năng lượng pin .mật độ và mật độ năng lượng.
Hệ thống làm mát pin làm mát bằng nước sử dụng chất làm mát (50% nước/50% ethylene glycol) để truyền nhiệt của pin đến hệ thống làm lạnh điều hòa không khí thông qua bộ làm mát pin, sau đó ra môi trường qua bình ngưng.Nhiệt độ nước đầu vào của pin được làm mát bằng pin. Dễ dàng đạt nhiệt độ thấp hơn sau khi trao đổi nhiệt và pin có thể được điều chỉnh để chạy ở phạm vi nhiệt độ làm việc tốt nhất;nguyên lý hệ thống được thể hiện trong hình.Các bộ phận chính của hệ thống lạnh bao gồm: bình ngưng, máy nén điện, thiết bị bay hơi, van giãn nở có van ngắt, bộ làm mát ắc quy (van giãn nở có van ngắt) và ống điều hòa không khí, v.v.;Mạch nước làm mát bao gồm: máy bơm nước điện, ắc quy (kể cả tấm làm mát), máy làm mát ắc quy, ống nước, bình giãn nở và các phụ kiện khác.
Thời gian đăng: 27-04-2023
