القدرة على التحمل في فصل الشتاء والقلق وقوة بطارية ليثيوم أيون ودرجة الحرارة المنخفضة وإمكانية الإدارة الحرارية هائلة

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

مليون سيارة جديدة تستقبل اختبار الحياة الشتوية، واختبارات الطريق الشتوية تبلغ 24%. في عام 2018، أكملت الدولة مبيعات سيارات الركاب الجديدة التي تعمل بالطاقة والتي بلغت 108 آلاف وحدة، بزيادة 89% على أساس سنوي؛ وتم الانتهاء من مبيعات 143 ألف وحدة في يناير/كانون الثاني وفبراير/شباط، بزيادة 134% على أساس سنوي؛ ولكن أظهرت تجارب الطرق الشتوية أن عدد عمليات الملاحة الموحدة والمستمرة لـ 8 طرازات بلغ 24. %، لا تحتوي أورجانيت الكوبالت الليثيوم التي تحتوي على الليثيوم والليثيوم ثلاثي الأبعاد وفوسفات الحديد الليثيوم على ميزة مميزة مضادة لدرجات الحرارة المنخفضة، وستكون إدارة درجات الحرارة المنخفضة والحرارة هائلة في إمكانات السوق المستقبلية.

تم ربط إدارة الحرارة ذات درجة الحرارة العالية بتكنولوجيا إدارة الحرارة ودرجة الحرارة المنخفضة والمزيد. بسبب حوادث الاحتراق التلقائي للبطاريات في الصيف والتي بلغت 40 حادثة، بدأ العديد من الشركات المصنعة في الاهتمام بإدارة درجات الحرارة العالية والحرارة، ولا تزال إدارة الحرارة المنخفضة تنتظر التطوير، حيث تم تجهيز عدد قليل فقط من الشركات المصنعة بأنظمة التدفئة الكهربائية للبطارية؛ الحياة الشتوية هي تجربة الركاب في المؤشر الأساسي، فإن أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة هو القدرة التنافسية الأساسية لمصنعي البطاريات. في كل شتاء، سوف تدفع الحياة المنخفضة الشركات المصنعة إلى تسريع اختراق درجات الحرارة المنخفضة وإدارة الحرارة، وإمكانات السوق هائلة في المستقبل.

درجة الحرارة المنخفضة، التفاعل الكهروكيميائي غير النشط هو مصدر ضيق لتقليل كهرباء البطارية في الشتاء. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة منخفضة للغاية، تتصلب لزوجة الإلكتروليت جزئيًا، بحيث يتم حظر مصابيح إزالة التشابك لأيونات الليثيوم، وتنخفض الموصلية، وتقل السعة. إن استخدام بطارية ليثيوم أيون باستخدام بطارية ليثيوم أيون، من السهل أن يسبب ضرراً لا رجعة فيه لسعة البطارية، ويشكل مخاطر محتملة.

بالمقارنة مع NCA، فوسفات الحديد الليثيوم، فإن اتجاه تطوير البطارية المطلوب في الصين NCM811 أداء درجات الحرارة المنخفضة قوي نسبيًا، ويساعد اتجاه النيكل العالي على إبطاء انخفاض الطاقة في الشتاء. <000000> تعتبر بطارية درجة الحرارة المنخفضة R هي النهج الأساسي لانخفاض عمر البطارية في الشتاء، وتعتبر الإدارة الحرارية عالية الكفاءة هي الطريقة الأكثر جدوى لإدارة عمر البطارية في الشتاء حاليًا. في الوقت الحاضر، هناك تعديل للإلكتروليت وبطارية لجميع الأحوال الجوية في بطارية درجة الحرارة المنخفضة.

يمكن دمج الإلكتروليت المختلط مع أنواع مختلفة من مزايا الإلكتروليت لتعزيز بطاريات الليثيوم أيون، وتعترف شركة BMW بتكنولوجيا البطاريات التي تعمل في جميع الأحوال الجوية باعتبارها رائدة في السوق. إن اختراق تكنولوجيا إدارة التبريد السائل الحالية مقارنة بالتحسن الكبير في العام الماضي، يمكن أن يجعل إدارة درجة الحرارة المنخفضة والحرارة عن طريق تسخين المبرد العكسي، وهناك العديد من النماذج في السوق لتحقيق وظيفة التدفئة ذات درجة الحرارة المنخفضة. أولاً، ما مقدار انخفاض قدرة تحمل السيارة الكهربائية في فصل الشتاء؟ -24٪ مليون سيارة جديدة ترحب باختبار الحياة الشتوية، ويمكن إدارة درجات الحرارة المنخفضة والحرارة.

في عام 2018، كان هناك 1008,000 وحدة في العام بأكمله من مركبات الركاب التي تعمل بالطاقة الجديدة، بزيادة 89% على أساس سنوي؛ وتم إتمام 143,000 عملية بيع في يناير وفبراير، بنسبة 134% على أساس سنوي. ومع ذلك، فإن السيارة الجديدة التي تعمل بالطاقة في فصل الشتاء، وخاصة في هطول الأمطار الغزيرة، تؤثر على الحياة الفعلية للسيارة الكهربائية، والتي انخفضت بالفعل، مما تسبب في تأثير خطير على المستخدم. خذ بعض المركبات الجديدة النموذجية التي تعمل بالطاقة كمثال.

وتظهر بعض تجارب الطرق الشتوية أن أميال الملاحة المنتظمة والمتواصلة لهذه النماذج انخفضت بنسبة 24%. يحتوي عضو الليثيوم والكوبالت على مادة الليثيوم ثلاثية الأبعاد وفوسفات الحديد الليثيوم، ولم يكن لديهما ميزة مميزة مضادة لدرجات الحرارة المنخفضة. بسبب وقوع 40 حادثة اشتعال ذاتي للبطاريات في العام الماضي، بدأ العديد من المصنعين في إيلاء اهتمام خاص لإدارة درجات الحرارة العالية والحرارة، في حين لا تزال هناك حاجة إلى إمكانية إدارة الحرارة المنخفضة، إلا أن عدداً قليلاً من المصنعين مجهزون بأنظمة التدفئة الكهربائية للبطاريات.

تعتبر حياة الشتاء مؤشرًا أساسيًا لتجربة الركاب في السيارة. إن أداء البطارية في درجات الحرارة المنخفضة هو القدرة التنافسية الأساسية للبطارية. نحن نعتقد أن انخفاض عمر البطارية في كل شتاء سوف يدفع الشركة المصنعة إلى تسريع اختراق درجات الحرارة المنخفضة وإدارة الحرارة، وإمكانات السوق المستقبلية هائلة.

كلما انخفض اختبار البطارية، انخفضت سعة البطارية المتوفرة. خذ Panasonic NCR18650A كمثال، ستنخفض سعة البطارية بنحو 20% مقارنة بـ 25 درجة مئوية في اختبار البطارية، والجهد الموحد أقل من درجة الحرارة العادية، والبطارية تفاضلية. يتم أخذ بطارية أيون فوسفات الليثيوم كمثال، والمقاومة الداخلية للبطارية هي 4-5 مرات عند 15 درجة مئوية، والتوصيل الكهربائي شديد.

يزداد استخدام معدات التدفئة في السيارات في فصل الشتاء. في الوقت الحاضر، يعد سخان PTC مصدرًا مرغوبًا للحرارة لمكيفات الهواء لتدفئة المركبات الكهربائية، والذي ارتفع من 70% إلى 98% مقارنة بطاقة تسخين الأسلاك الكهربائية، ولكن يتم تحويل قلم الطاقة عالي الجودة إلى طاقة حرارية منخفضة الجودة، ولا يزال هدر الطاقة ضخمًا. تم تجهيزه بـ 2 سخانات PTC مثل الأولى 5.

5 كيلو واط بعد ES8. لا يمكن للتحمل أن يكمل إلا النصف. القياس النظري لاستهلاك الطاقة للتدفئة قيود خطيرة.

خذ بطارية 35 كيلو وات في الساعة مع التيار الرئيسي الحالي كمثال للحصول على استهلاك طاقة التدفئة ومنحنى ارتباط الأميال. لضمان معدل الاحتفاظ بالتحمل بنسبة 75٪، يتم التحكم في استهلاك الطاقة الداخلية والموحدة للتدفئة إلى 1-1.5 كيلو وات.

ومع ذلك، فإن كفاءة التحويل الكهروحراري تصل إلى 1، وكفاءة سخان PTC قريبة جدًا، لذلك من الضروري إيجاد تقنية مثل كفاءة التحويل مثل تكييف الهواء بمضخة الحرارة. ثانياً، السعر الأصلي لبطارية ليثيوم أيون في فصل الشتاء، والتفاعل الكهروكيميائي في درجة الحرارة المنخفضة غير نشط، ودرجة الحرارة المنخفضة، والتفاعل الكهروكيميائي غير نشط هو مصدر ضيق لعمر البطارية في فصل الشتاء. بطارية أيون الليثيوم هي "بطارية هزازة" نموذجية، يتم شحنها، وتدخل أيونات الليثيوم إلى القطب السالب من القطب الموجب لدخول القطب السالب، بحيث يكون القطب السالب في حالة ليثيوم، والقطب الموجب موجب، ويحصل القطب السالب الكربوني على شحنة تعويضية من خلال الدائرة الخارجية.

, عكس عند التفريغ. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة منخفضة للغاية، تتصلب لزوجة الإلكتروليت جزئيًا، بحيث يتم حظر مصابيح إزالة التشابك لأيونات الليثيوم، وتنخفض الموصلية، وتقل السعة. إن استخدام بطاريات الليثيوم أيون في درجات حرارة منخفضة قد يسبب تلفًا لا رجعة فيه للسعة ومخاطر محتملة.

تنخفض قابلية ذوبان أيونات الليثيوم بشكل كبير في درجات الحرارة المنخفضة، مما قد يؤدي إلى ترسبها لتشكيل طعم بلوري من الليثيوم. عند نموها إلى حد معين، قد تخترق الحجاب الحاجز مسببة ماس كهربائي للبطارية مما يشكل مخاطر أمنية محتملة. وفي هذا الوقت، تكون الظروف الديناميكية للأقطاب الكهربائية للبطارية سيئة، وسوف يزداد سمك واجهة الإلكتروليت الصلبة (SEI)، مما سيستمر في إعاقة تدفق الأيونات، مما يؤدي إلى إضعاف السعة الفعالة.

تختلف مقاومة درجات الحرارة المنخفضة لجميع أنواع مواد القطب الموجب، وتعتبر بطارية NCM811 مجمدة نسبيًا. تنخفض نسبة الاحتفاظ بالسعة للبطارية عند -20 درجة مئوية، وتكون مادة NCM مماثلة لمادة NCA، وتكون NCM811 أعلى قليلاً من NCA، ولكن كلاهما أفضل من بطارية أيون فوسفات الحديد الليثيوم. يساعد اتجاه تطوير البطاريات المحلية الحالي على إبطاء ظاهرة انخفاض الطاقة في الشتاء، ولكن لا يزال التحكم في درجة الحرارة منخفضًا لجعل البطارية في أفضل نطاق.

ثالثا، استمرارية درجات الحرارة المنخفضة، والإدارة الحرارية عالية الكفاءة، والبحث والتطوير للبطاريات ذات درجات الحرارة المنخفضة هي طريقة للتعامل مع الانخفاض في فصل الشتاء، وهناك إلكتروليت معدل وبطارية لجميع الأحوال الجوية في اتجاه الاتجاه، ولكن حاليا في مرحلة الاختبار. ملح الليثيوم الهجين والمذيب والمضاف للحصول على إلكتروليت عالي الحرارة مع أداء شامل قوي، هو رغبة في الحصول على بطارية ليثيوم أيون منخفضة الحرارة. يعد الإلكتروليت أحد أهم العوامل في مقاومة البطارية، وسيعمل البحث الحالي على خلط أملاح الليثيوم المختلفة والمذيبات والمواد المضافة.

قم بخلط أفضل النتائج بنسبة معينة. على سبيل المثال، في المذيب، يكون ثابت العزل الكهربائي EC للمذيب التقليدي مرتفعًا، وقابلية تشكيل الفيلم جيدة، ولكن مذيب الكمبيوتر الذي يتمتع بنقطة انصهار عالية ولزوجة كبيرة ونقطة انصهار منخفضة (-48 درجة مئوية) يمكنه منع تصلب نظام الإلكتروليت بشكل فعال في درجات الحرارة المنخفضة. ضبط نسبة الاثنين، ومقاومة النظام، والحصول على المذيب المضاد لدرجة الحرارة المنخفضة من الميزة المشتركة.

البطارية المناسبة لجميع الأحوال الجوية هي خيار اختياري في البطارية. في عام 2016، قام الفريق الصيني من ECPOWER وجامعة ولاية بنسلفانيا بتطوير بطارية ليثيوم أيون يمكن استخدامها في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة. يمكنه تحقيق التسخين التلقائي بدرجة حرارة منخفضة من خلال تصميم الدائرة في الإضافة الداخلية لرقاقة القياس الكهربائي، والتي يمكن استخدامها في غضون 25 ثانية.

درجة الحرارة من -20 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية والحفاظ على الاستقرار. هذه البطارية التي تتحمل جميع الأحوال الجوية مربعة الشكل، وتكلفة الإضافة أقل من 1 يوان لكل كيلووات. الوزن الإضافي لا يتجاوز 1.

5%، وتخفيف السعة عند 20 درجة مئوية هو نصف البطارية العامة فقط. أعلنت شركة BMW عن اتفاقية براءة اختراع مع شركة Ecpower خلال 18 شهرًا، والتي من المرجح جدًا أن تستخدم التكنولوجيا لاستخدام نوع السيارة الكهربائية الخالصة المستقبلية من BMW. نعتقد أن البطارية متعددة الاستخدامات ذات وظيفة التسخين الذاتي هي واحدة من الخيارات المستقبلية، ولكن لا يزال يتعين التعامل مع الموثوقية واستهلاك طاقة التدفئة والتحكم في الدائرة.

تعتبر الإدارة الحرارية عالية الكفاءة هي الطريقة الأكثر جدوى لإدارة الحياة الشتوية الحالية. يعد تصميم نظام تدفئة البطارية في درجات الحرارة المنخفضة مشروعًا معقدًا. إذا كان الأمر فقط من زاوية النهاية القصوى، فإن نظام تسخين البطارية هو الحل الأمثل للحفاظ على البطارية عند درجة حرارة معينة، ولكن من زاوية أمان البطارية، خذ نظام تسخين البطارية أقل من 0 درجة مئوية لزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تسخين البطارية ضروري لملء مادة العزل الحراري في مجموعة البطارية، ولكن هذا يتطلب إدارة الحرارة العالية، لذلك يجب أن يأخذ تصميم نظام الإدارة الحرارية في الاعتبار عوامل مختلفة. يحتوي نظام تسخين البطارية على مجموعة متنوعة من الأساليب، ويعد نظام تسخين التبريد السائل هو الأكثر جدوى. في الوقت الحاضر، يحتوي نظام تسخين البطارية على تسخين PTC، وتسخين فيلم الحرارة الكهربائية، وتسخين تغيير الطور، وتسخين سائل التبريد، وتسخين أنبوب الحرارة، وتسخين الاتصالات وغيرها من التطبيقات.

في نهاية عام 2017، تمت ترقية وظيفة التسخين المسبق للبطارية في نظام OTA. أظهرت براءة الاختراع مجموعة متنوعة من استراتيجيات التدفئة، والتي يمكنها إجراء إدارة حرارية للبطارية في جميع الأحوال الجوية في ظروف عمل مختلفة، ووسائط تدفئة مختلفة، ومصادر حرارة مختلفة. ومع ذلك، من خريطة تفكيكها، فإنه يستخدم أيضا سائل تبريد التدفئة PTC، وهو الخيار الأكثر منطقية في الوقت الحالي، والذي يمكنه التعامل مع التناقض بين إدارة درجات الحرارة العالية والمنخفضة، في حين أن التحويل أكثر ملاءمة، فقط في تبريد السوائل ذات درجة الحرارة العالية مصدر حرارة جديد على أساس الإدارة الحرارية.

تتمتع العديد من الموديلات بنظام إدارة درجة الحرارة والحرارة المنخفضة، كما تتميز بنظام تسخين سائل البطارية البارد. في الوقت الحاضر، تم تجهيز معظم المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة بأنظمة تدفئة البطارية، ولكن نظام تدفئة الهواء الدافئ المعتمد على PTC أقل كفاءة. بالإضافة إلى Testra، تم تجهيز طراز نظام تبريد السائل للمعدات بنظام تسخين سائل تبريد البطارية، والذي أصبح نقطة بيع قوية للمنتج، والذي أصبح نقطة بيع قوية للمنتج.

تحسين، سوف تستمر وظيفة تسخين محلول التبريد في الاختراق. يمكن لمكيفات الهواء ذات المضخات الحرارية أن تكون فعالة في توفير الطاقة في فصل الشتاء. يمكن أن يصل معامل الأداء الفعلي عندما تكون مضخة الحرارة ساخنة إلى 2-4، أي أن الحرارة من نفس استهلاك الطاقة تكون 2-4 مرات أعلى من معامل الأداء الفعلي.

في الوقت الحاضر، تم تجهيز Roewe EI5 وMarvelX بنظام تكييف الهواء بالمضخة الحرارية لضمان كفاءة التدفئة العالية في الشتاء. يتم استخدام المركبات الكهربائية النموذجية التي تشحن 35 كيلو وات لمسافة 300 كيلومتر كمثال لحساب PTC، وتكييف الهواء بالمضخة الحرارية، والجمع بين الطريقتين المتكونتين باستخدام مكيفات الهواء بالمضخة الحرارية فقط، فقط 14٪ من استخدام التدفئة PTC فقط. المسافة المقطوعة، وتأثير توفير الطاقة هو كبير جدًا.