Problémy v tepelném managementu napájecí baterie pro nová energetická vozidla
Přestože tepelný management napájecích baterií pro nová energetická vozidla dosáhla určitého vývoje, existují také některé naléhavé problémy, které je třeba vyřešit, jako je nedokonalý návrh tepelného managementu jednotlivých článků, potřeba optimalizovat strukturu rozptylu tepla bateriového systému a nízká úroveň inteligence řídicí strategie systému tepelného managementu. Za tímto účelem je nutné optimalizovat tepelný design baterie, strukturu odvodu tepla systému a strategii řízení, aby se dosáhlo účinnějšího tepelného managementu a zajistilo se, že baterie pracuje v optimálním teplotním rozsahu.
1. Nedokonalý návrh tepelného managementu jednotlivých článků
Návrh systému tepelného managementu napájecích baterií pro nová energetická vozidla je zásadní, ale stále existují určité problémy, zejména v tepelném managementu jednotlivých článků.
Za prvé, existuje problém nedostatečné rovnoměrnosti teploty v návrhu tepelného managementu jednotlivých článků. Vzhledem k tomu, že se baterie skládá z několika samostatných článků, budou tyto jednotlivé články generovat teplo během procesu nabíjení a vybíjení. Pokud se teplo nemůže rozptýlit včas a rovnoměrně, způsobí to zvýšení místní teploty baterie a vytvoření horkých míst. Tento efekt horkého bodu neovlivní pouze pracovní účinnost baterie, ale může také urychlit stárnutí baterie a dokonce způsobit bezpečnostní rizika. Zároveň složitost vnitřní struktury baterie a změna mezery mezi jednotlivými články způsobí nerovnoměrné rozložení tepla. Pro současnou konstrukci tepelného managementu je obtížné zcela vyřešit tento problém, zejména při vysokém zatížení nebo extrémních prostředích.
Zadruhé, problém přizpůsobení rychlosti tepelné odezvy a tepelné kapacity jednotlivých článků je také velkou výzvou v návrhu tepelného managementu. Ideální systém tepelného managementu pro napájecí baterie nových energetických vozidel by měl být schopen rychle reagovat na změny tepla generovaného baterií a mít dostatečnou tepelnou kapacitu pro absorbování nebo uvolňování tepelné energie, aby byla zajištěna stabilita teploty baterie. Když však napájecí baterie pracuje v prostředí s rychlým nabíjením a vybíjením, vysokým vybíjením nebo velkými teplotními výkyvy, je často obtížné rychle reagovat a efektivně řídit systém řízení teploty. Zejména v případě, že konstrukce baterie sleduje vysokou hustotu energie, je výkon tepelné odezvy a konfigurace tepelné kapacity systému tepelného managementu obzvláště důležité, ale pro stávající konstrukce je obtížné najít dokonalou rovnováhu mezi nízkou hmotností a vysokou účinností. To může ovlivnit životnost a bezpečnostní výkon napájecí baterie.
2. Struktura odvodu tepla bateriového systému musí být optimalizována
V tepelném managementu napájecích baterií nových energetických vozidel existuje problém, že struktura rozptylu tepla bateriového systému musí být optimalizována. V současné době má struktura rozptylu tepla systému napájecích baterií problémy při řešení prostředí s vysokou teplotou a rychlého nabíjení a vybíjení. V prostředí s vysokou teplotou se snadno poškodí a nadměrná teplota urychlí stárnutí baterie a sníží její výkon. Zároveň rychlé nabíjení a vybíjení bude generovat velké množství tepla a tradiční systémy pro odvod tepla v tomto případě často nemohou účinně odvádět teplo, což má za následek příliš rychlý nárůst teploty baterie. Struktura odvodu tepla bateriového systému je navíc nedostatečná z hlediska efektu odvodu tepla a rovnoměrnosti odvodu tepla velkokapacitních bateriových sad. S vývojem nových energetických vozidel se kapacita baterie stále zvyšuje a problém rozptylu tepla u velkokapacitních bateriových sad je stále výraznější. Tradiční struktura pro odvod tepla často nedokáže plně pokrýt celou baterii, což má za následek příliš vysoké teploty v některých oblastech a příliš nízké teploty v jiných oblastech, což má za následek nerovnoměrný odvod tepla. Tento nerovnoměrný odvod tepla způsobí, že teplotní rozdíl jednotlivých článků uvnitř baterie bude příliš velký, což ovlivní nabíjecí a vybíjecí výkon a životnost baterie.
3. Strategie řízení systému řízení teploty má nízkou inteligenci
Za prvé, kontrolní strategie má určitá omezení. V současné době využívá systém tepelného managementu napájecí baterie nových energetických vozidel především tradiční strategii řízení prahové teploty, to znamená spouštění opatření pro odvod tepla nebo chlazení nastavením statických horních a dolních teplotních limitů. Tato strategie statického řízení se však nemůže plně přizpůsobit požadavkům tepelného managementu baterie za různých pracovních podmínek a podmínek prostředí. Například v prostředí s vysokou teplotou může být tradiční strategie řízení prahové teploty příliš konzervativní, což vede k častému spouštění opatření pro odvod tepla, což ovlivňuje účinnost využití energie baterie. V prostředí s nízkou teplotou nemusí být tradiční strategie řízení schopna včas zahájit opatření pro vytápění, což má vliv na výkon a životnost baterie.
Za druhé, míra inteligence při zpracování dat a rozhodování je omezená. Přestože některé systémy tepelného managementu napájecích baterií používají senzory a řídicí jednotky pro sledování a úpravu dat, stále existují omezení ve zpracování dat a rozhodování. Například v systémech tepelného managementu jsou pro složité tepelné charakteristiky baterie a podmínky prostředí, jako je rozložení vnitřní teploty baterie, rychlost nabíjení, okolní teplota atd., omezené možnosti zpracování dat stávajících systémů a není možné je plně těžit. a využít tato data k optimalizaci strategií tepelného managementu. Kromě toho jsou možnosti rozhodování stávajících systémů tepelného hospodářství poměrně omezené a nelze je komplexně optimalizovat na základě více parametrů a podmínek, což má za následek omezenou přesnost a přizpůsobivost strategií řízení.
