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冬の耐久不安電源リチウムイオン電池低温と熱管理の可能性は巨大です

Mwandishi:Iflowpower- Leverandør av bærbar kraftstasjon

100万台の新車が冬季寿命試験を迎え、冬季路上試験は24%。 2018年、全国の新エネルギー乗用車の販売台数は10.8万台で、前年比89%増となった。1~2月の販売台数は14.3万台で、前年比134%増となった。しかし、冬季道路実験では、8車種の均一かつ継続的な走行台数が24台であった。 %、リチウム含有コバルト有機リチウム、三次元リチウム、リン酸鉄リチウムは、独特の耐低温優位性を持っていないが、低温および熱管理は将来の市場潜在力が非常に大きい。

高温熱管理が付加され、低温熱管理技術ルートがさらに増えました。 夏季の40件のバッテリー自然発火事故により、多くのメーカーが高温・熱管理に注目し始めましたが、低温熱管理はまだ開発を待っており、バッテリー用の電気加熱システムを備えているメーカーはわずか数社です。冬の生活は乗客の体験の核心指標であり、バッテリーの低温性能はバッテリーメーカーのコア競争力です。 毎年冬になると、低体温生活がメーカーの低温・熱管理の浸透を加速させ、将来的に市場の潜在力は巨大です。

低温では電気化学反応が活発に行われず、冬季のバッテリー電力削減の源となります。 周囲温度が低すぎると、電解質の粘度が部分的にでも凝固し、リチウムイオンのデインターランプがブロックされ、導電性が低下し、容量が減少します。 リチウムイオン電池を使用すると、電池に不可逆的な容量損傷を引き起こしやすく、潜在的な危険が生じます。

NCA、リン酸鉄リチウムと比較すると、中国が望むバッテリー開発の方向性であるNCM811の低温性能は比較的強く、高ニッケル傾向は冬季の低電力化を緩和するのに役立ちます。 R <000000> D 低温バッテリーは冬季の劣化に対する基本的なアプローチであり、高効率熱管理は現在最も実現可能な冬季寿命管理方法です。 現在、低温バッテリーには電解液改質や全天候型バッテリーがあります。

混合電解質は、さまざまなタイプの電解質の利点を統合してリチウムイオン電池を強化することができ、全天候型バッテリー技術はBMWに認められ、市場をリードしています。 現在の液体冷却管理技術の普及率は昨年に比べて大幅に向上しており、冷却剤を逆加熱することで低温・熱管理が可能になり、市場には低温加熱機能を実現するモデルが数多くあります。 まず、冬季電気自動車の耐久性はどの程度低下しますか? -24% 万台の新車が冬季寿命テストを迎え、低温や熱の管理が可能になります。

2018年、新エネルギー乗用車の年間販売台数は100.8万台で前年比89%増、1~2月の販売台数は14.3万台で前年比134%増となった。 しかし、新エネルギー自動車は冬季、特に降水量の多い時期には、電気自動車の実際の寿命がすでに低下しており、ユーザーに深刻な影響を及ぼしています。 代表的な新エネルギー車をいくつか例に挙げてみましょう。

いくつかの冬季道路実験では、これらのモデルの均一かつ継続的なナビゲーションマイルが 24% 減少したことが示されています。 含まれるリチウムコバルト有機化合物、および三次元リチウムとリン酸鉄リチウムには、顕著な耐低温性の利点はありませんでした。 昨年、バッテリーの自己発火事故が40件発生したため、多くのメーカーが高温・熱管理に注力し始めましたが、低温熱管理の可能性は依然として必要とされており、バッテリー用の電気加熱システムを備えているメーカーはわずかです。

冬季の走行は、車両の乗客の体験を示す中心的な指標です。 バッテリーの低温性能はバッテリーの核心競争力です。 毎年冬場の低温生活により、メーカーは低温・高温管理の浸透を加速させ、将来の市場潜在力は大きいと私たちは信じています。

バッテリーテストの数値が低いほど、バッテリーの使用可能容量は低くなります。 パナソニック NCR18650A を例に挙げると、バッテリーテストでは 25 ℃ に比べてバッテリー容量が約 20% 低下し、均一電圧は常温よりも低く、バッテリーは差動状態になります。 リン酸リチウムイオン電池を例にとると、電池の内部抵抗は15℃で4~5倍になり、電解液の導電性は低下します。

冬場の車内では暖房器具の使用が増えます。 現在、PTCヒーターは電気自動車の暖房エアコンの望ましい熱源であり、電線加熱エネルギーと比較して70%から98%に上昇しましたが、高品質の電力ペンが低品質の熱エネルギーに変換され、エネルギーの無駄は依然として膨大です。 先述の5と同様のPTCヒーターを2個搭載。

ES8以降は5kW。 持久力は半分しか達成できません。 加熱消費電力の理論的な測定には厳しい制限があります。

現在主流の35KWHバッテリーを例に、暖房消費電力と走行距離の相関曲線を取得します。 75%の耐久保持率を確保するために、内部均一加熱の消費電力を1〜1.5KWに制御します。

ただし、電熱変換効率は1までであり、PTCヒーターの効率に非常に近いため、ヒートポンプエアコンなどの変換効率などの技術を見つける必要があります。 第二に、冬季のリチウムイオン電池の本来の価格は、低温では電気化学反応が活発にならないため、低温では電気化学反応が活発にならないことが、冬季の電池寿命にとって厳しい原因となります。 リチウムイオン電池は典型的な「ロッカー電池」で、充電すると、リチウムイオンが正極から負極に入り、負極がリチウム状態になり、正極がプラスになり、炭素負極が外部回路を通じて補償電荷を得ます。

、排出時は逆回転します。 周囲温度が低すぎると、電解質の粘度が部分的にでも凝固し、リチウムイオンのデインターランプがブロックされ、導電性が低下し、容量が減少します。 リチウムイオン電池を低温で使用すると、容量の回復不能な損傷や潜在的な危険が発生します。

低温ではリチウムイオンの溶解度が大幅に低下し、リチウム結晶グラフトを形成するために堆積する可能性があります。 ある程度まで成長すると、ダイヤフラムを突き破ってバッテリーのショートを引き起こし、潜在的な安全上のリスクが生じる可能性があります。 そしてこのとき、バッテリーの電極の動的条件が悪く、固体電解質界面(SEI)の厚さが増加し、イオンの流れを妨げ続け、有効容量の減衰を引き起こします。

各種正極材料の耐低温性はそれぞれ異なりますが、NCM811 バッテリーは比較的凍結しにくいです。 -20℃でのバッテリーの容量保持率は低下し、NCM素材はNCA素材と同等で、NCM811はNCAよりわずかに高いですが、どちらもリン酸鉄リチウムイオンバッテリーより優れています。 現在の国内バッテリー開発の傾向は、冬季の電力低下現象を緩和するのに役立ちますが、低温制御によりバッテリーを最適な範囲に保ちます。

3つ目は、低温持続性、高効率熱管理、低温電池の研究開発は冬季の低下に対処する方法であり、方向性としては改良型電解質や全天候型電池があるが、現在は試験段階にある。 ハイブリッドリチウム塩、溶媒、添加剤は、強力な総合性能を備えた高温電解質を獲得し、低温リチウムイオン電池を獲得することを望んでいます。 電解質はバッテリーの抵抗において最も重要な要素の 1 つであり、現在の研究ではさまざまなリチウム塩、溶媒、添加剤を混合します。

最良の結果を特定の割合で混合します。 例えば、溶媒の場合、従来の溶媒ECの誘電率が高く、成膜性が良好であるが、融点が高く、粘度が大きく、融点が低い(-48℃)PC溶媒は、低温で電解質システムが固化するのを効果的に防ぐことができる。 両者の比率を調整することで、システムの耐性と、複合的な耐低温溶媒の利点が得られます。

全天候型バッテリーはバッテリーのオプションです。 2016年、ECPOWERとペンシルベニア州立大学の中国チームは、低温条件下でも使用できるリチウムイオン電池を開発した。 内部に電気加熱箔を組み込んだ回路設計により、25秒以内に低温自動加熱を実現できます。

温度は -20 ℃から 0 ℃まで安定して維持されます。 この全天候型バッテリーは正方形で、追加コストは1キロワットワームあたり1元未満です。 追加重量は1を超えません。

5%、20℃での容量減衰は一般バッテリーの半分程度です。 BMWは18ヶ月以内にEcpowerとの特許契約を発表しており、この技術が将来のBMWの純電気自動車タイプに採用される可能性が非常に高い。 自己発熱機能を備えた全天候型バッテリーは将来の選択肢の 1 つであると考えていますが、信頼性、加熱電力消費、回路制御については依然として課題が残っています。

高効率熱管理は現在最も実現可能な冬季生活管理方法です。 低温でのバッテリー加熱システムの設計は複雑なプロジェクトです。 最大終了角度からのみ見ると、バッテリー加熱システムはバッテリーを特定の温度に保つための最適なソリューションですが、バッテリーの安全性の観点からは、バッテリー寿命を最大限にするために、バッテリー加熱システムを 0 ℃ 未満にしてください。

また、バッテリーの加熱にはバッテリーパック内に断熱材を充填する必要がありますが、これは高温熱管理が必要なため、熱管理システムの設計ではさまざまな要素を考慮する必要があります。 バッテリー加熱システムにはさまざまな方法がありますが、液体冷却加熱システムの実現可能性が最も高くなります。 現在、バッテリー加熱システムには、PTC加熱、電熱フィルム加熱、相変化加熱、冷却液加熱、ヒートパイプ加熱、通信加熱などの実装があります。

2017年末に、OTAシステムでバッテリー予熱機能がアップグレードされました。 この特許は、さまざまな動作条件、さまざまな加熱媒体、さまざまな熱源で全天候型バッテリー熱管理を実行できるさまざまな加熱戦略を示しました。 しかし、その分解図から見ると、PTC加熱冷却剤の使用も現在最も論理的な選択であり、高温と低温の管理の矛盾に対処できると同時に、変換がより便利であり、高温流体冷却のみに基づく新しい熱源の熱管理です。

多くのモデルには低温および熱管理システムがあり、バッテリー液の低温加熱システムが推奨されています。 現在、ほとんどの新エネルギー車にはバッテリー加熱システムが搭載されていますが、PTCベースの温風加熱システムは効率が低くなります。 Testra以外のモデルでは、機器液冷システムにバッテリー冷却液加熱システムが搭載されており、タイトな製品のセールスポイントとなっており、タイトな製品のセールスポイントとなっています。

改善され、冷却ソリューションの加熱機能は浸透し続けます。 ヒートポンプエアコンは冬場でもエネルギー効率に優れています。 ヒートポンプが熱いときの実際の COP は 2 ~ 4 に達する可能性があります。つまり、同じエネルギー消費の熱は PTC の 2 ~ 4 倍になります。

現在、Roewe EI5 と MarvelX にはヒートポンプ空調システムが搭載されており、冬季に高効率の暖房を確保しています。 35kWの充電で300km走行可能な一般的な電気自動車を例に計算すると、PTC、ヒートポンプエアコン、およびヒートポンプエアコンのみを使用した2つの方法の組み合わせでは、PTC暖房のみの使用のわずか14%になります。 燃費、省エネ効果は抜群です。

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