ความอดทนในฤดูหนาว ความวิตกกังวล พลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อุณหภูมิต่ำ ศักยภาพในการจัดการความร้อนมีมาก

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

รถยนต์ใหม่ล้านคันต้อนรับการทดสอบใช้งานในฤดูหนาว การทดสอบบนถนนในฤดูหนาวอยู่ที่ 24% ในปี 2561 ประเทศสามารถจำหน่ายรถยนต์นั่งพลังงานใหม่ได้ 108,000 คัน เพิ่มขึ้น 89% จากปีก่อน และในช่วงเดือนมกราคม-กุมภาพันธ์ สามารถทำยอดขายได้ 143,000 คัน เพิ่มขึ้น 134% จากปีก่อน แต่การทดลองบนถนนในฤดูหนาวพบว่า จำนวนการนำทางแบบสม่ำเสมอและต่อเนื่องของรถยนต์ 8 รุ่นมีอยู่ 24 รุ่น % ลิเธียมโคบอลต์ออร์แกนท์ที่ประกอบด้วยลิเธียม ลิเธียมสามมิติ และลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในการป้องกันอุณหภูมิต่ำ การจัดการอุณหภูมิต่ำและความร้อนจะมีศักยภาพอย่างมากในตลาดในอนาคต

มีการติดตั้งเทคโนโลยีการจัดการความร้อนที่อุณหภูมิสูง เส้นทางเทคโนโลยีการจัดการความร้อนและอุณหภูมิต่ำเพิ่มมากขึ้น เนื่องมาจากเหตุการณ์แบตเตอรี่เกิดการติดไฟเองโดยไม่ได้ตั้งใจในช่วงฤดูร้อนซึ่งเกิดขึ้น 40 ครั้ง ผู้ผลิตหลายรายจึงเริ่มให้ความสำคัญกับการจัดการความร้อนและอุณหภูมิสูง ขณะที่การจัดการความร้อนที่อุณหภูมิต่ำยังคงรอการพัฒนาอยู่ มีผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่มีระบบทำความร้อนไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่ ชีวิตในฤดูหนาวเป็นประสบการณ์ของผู้โดยสาร โดยที่ตัวบ่งชี้หลักแล้ว ประสิทธิภาพในอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ถือเป็นความสามารถในการแข่งขันหลักของผู้ผลิตแบตเตอรี่ ทุกๆ ฤดูหนาว การใช้ชีวิตแบบประหยัดจะทำให้ผู้ผลิตเร่งการนำเทคโนโลยีการจัดการอุณหภูมิและความร้อนต่ำเข้ามาใช้ ซึ่งศักยภาพของตลาดก็มหาศาลในอนาคต

อุณหภูมิต่ำ ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าไม่ทำงานเป็นแหล่งพลังงานที่จำกัดสำหรับการลดไฟฟ้าในแบตเตอรี่ในฤดูหนาว เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมต่ำเกินไป ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์จะแข็งตัวเพียงบางส่วน ทำให้ดีอินเตอร์แลมป์ของลิเธียมไอออนถูกปิดกั้น ความนำไฟฟ้าจะลดลง และความจุจะลดลง ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อความจุของแบตเตอรี่อย่างถาวรและก่อให้เกิดอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้

เมื่อเปรียบเทียบกับ NCA ลิเธียมไออนฟอสเฟต ทิศทางการพัฒนาแบตเตอรี่ที่จีนต้องการ NCM811 มีประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำค่อนข้างแข็งแกร่ง แนวโน้มนิกเกิลสูงช่วยชะลอการใช้พลังงานต่ำในฤดูหนาว R <000000> แบตเตอรี่อุณหภูมิต่ำ D เป็นแนวทางพื้นฐานในการรับมือกับการลดลงในฤดูหนาว การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นวิธีการจัดการชีวิตในฤดูหนาวที่เป็นไปได้มากที่สุดในปัจจุบัน ในปัจจุบันมีการปรับเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์และแบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศในแบตเตอรี่อุณหภูมิต่ำกว่า

อิเล็กโทรไลต์แบบผสมสามารถผสานรวมกับข้อดีของอิเล็กโทรไลต์หลายประเภทเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศได้รับการยอมรับจาก BMW ให้เป็นผู้นำตลาด เทคโนโลยีการจัดการระบายความร้อนด้วยของเหลวในปัจจุบันได้รับการพัฒนาอย่างมากเมื่อเทียบกับปีที่แล้ว ซึ่งสามารถทำการจัดการอุณหภูมิต่ำและความร้อนได้โดยใช้สารหล่อเย็นที่ให้ความร้อนแบบย้อนกลับ และยังมีรุ่นต่างๆ มากมายในท้องตลาดที่สามารถให้ฟังก์ชันทำความร้อนที่อุณหภูมิต่ำได้ ประการแรก อายุการใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้าในฤดูหนาวลดลงเท่าใด -24% รถยนต์ใหม่ล้านคันต้อนรับการทดสอบการใช้งานในฤดูหนาว สามารถจัดการอุณหภูมิต่ำและความร้อนได้

ในปีพ.ศ. 2561 มีรถยนต์นั่งพลังงานใหม่จำหน่ายตลอดทั้งปีจำนวน 1,008,000 คัน เพิ่มขึ้นร้อยละ 89 จากปีก่อน และในช่วงเดือนมกราคม-กุมภาพันธ์ มียอดขายรถยนต์ได้ 143,000 คัน เพิ่มขึ้นร้อยละ 134 จากปีก่อน อย่างไรก็ตาม รถยนต์พลังงานใหม่ในช่วงฤดูหนาว โดยเฉพาะในช่วงที่มีฝนตกหนัก จะทำให้อายุการใช้งานจริงของรถยนต์ไฟฟ้าลดลงไปแล้ว ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อผู้ใช้งาน ลองยกตัวอย่างรถยนต์พลังงานใหม่ทั่วไปสักสองสามคัน

จากการทดลองบนถนนในฤดูหนาวบางกรณี พบว่าระยะทางในการนำทางที่สม่ำเสมอและต่อเนื่องของรุ่นเหล่านี้ลดลง 24% ออร์แกนท์ลิเธียมที่บรรจุอยู่ และลิเธียมสามมิติและลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในการป้องกันอุณหภูมิต่ำ เนื่องมาจากเหตุการณ์แบตเตอรี่ติดไฟเองถึง 40 ครั้งในปีที่แล้ว ผู้ผลิตหลายรายจึงเริ่มให้ความสำคัญกับการจัดการความร้อนและอุณหภูมิที่สูง ในขณะที่ยังคงต้องการศักยภาพในการจัดการความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ แต่มีผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่มีระบบทำความร้อนไฟฟ้าสำหรับแบตเตอรี่

ชีวิตในฤดูหนาวถือเป็นตัวบ่งชี้ประสบการณ์ของผู้โดยสารที่มีต่อรถยนต์ ประสิทธิภาพการทำงานในอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ถือเป็นหัวใจสำคัญของความสามารถในการแข่งขันของแบตเตอรี่ เราเชื่อว่าการใช้ชีวิตในช่วงฤดูหนาวที่เน้นการใช้งานอุปกรณ์ระดับล่างจะทำให้ผู้ผลิตเร่งการนำเทคโนโลยีจัดการอุณหภูมิและความร้อนต่ำมาใช้ ซึ่งศักยภาพของตลาดในอนาคตนั้นมหาศาลมาก

ยิ่งการทดสอบแบตเตอรี่ต่ำเท่าไร ความจุแบตเตอรี่ที่มีอยู่ก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น ลองใช้ Panasonic NCR18650A เป็นตัวอย่าง ความจุของแบตเตอรี่จะลดลงประมาณ 20% เมื่อเทียบกับอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสในการทดสอบแบตเตอรี่ และแรงดันไฟฟ้าสม่ำเสมอจะต่ำกว่าอุณหภูมิปกติ และแบตเตอรี่มีความแตกต่างกัน ยกตัวอย่างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต โดยแบตเตอรี่มีค่าความต้านทานภายใน 4-5 เท่าที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส และมีสภาพการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์สูง

การใช้เครื่องทำความร้อนในรถยนต์ฤดูหนาวเพิ่มมากขึ้น ปัจจุบันเครื่องทำความร้อน PTC เป็นแหล่งความร้อนที่พึงประสงค์สำหรับเครื่องปรับอากาศทำความร้อนยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 70% เป็น 98% เมื่อเทียบกับพลังงานความร้อนจากสายไฟฟ้า แต่ปากกาความร้อนคุณภาพสูงถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนคุณภาพต่ำ และการสูญเสียพลังงานยังคงมีจำนวนมาก มีเครื่องทำความร้อน PTC จำนวน 2 เครื่อง เช่น 5 เครื่องแรก

5kW หลังจาก ES8 ความอดทนสามารถทำได้เพียงครึ่งเดียวเท่านั้น การวัดทางทฤษฎีของการใช้พลังงานความร้อนมีข้อจำกัดร้ายแรง

ใช้แบตเตอรี่ 35KWH ที่มีกระแสหลักในปัจจุบันเป็นตัวอย่างเพื่อหาค่าการใช้พลังงานความร้อนและเส้นโค้งความสัมพันธ์ระยะทาง เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการรักษาความทนทานอยู่ที่ 75% การใช้พลังงานความร้อนภายในและสม่ำเสมอจึงถูกควบคุมไว้ที่ 1-1.5 กิโลวัตต์

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าความร้อนอยู่ที่ 1 และประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อน PTC ก็ใกล้เคียงกันมาก ดังนั้น จึงจำเป็นต้องหาวิธีอื่น เช่น ประสิทธิภาพการแปลง เช่น เครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อน ประการที่สอง ราคาเดิมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในฤดูหนาว ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่อุณหภูมิต่ำไม่ได้ทำงาน ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่อุณหภูมิต่ำไม่ได้ทำงาน เป็นแหล่งอายุแบตเตอรี่ในฤดูหนาวที่จำกัด แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็น "แบตเตอรี่ร็อกเกอร์" ทั่วไป ซึ่งจะทำการชาร์จและไอออนลิเธียมจะเข้าสู่ขั้วลบจากขั้วบวกเพื่อเข้าสู่ขั้วลบ ดังนั้นขั้วลบจึงเป็นสถานะลิเธียม ขั้วบวกจะเป็นบวก และขั้วลบคาร์บอนจะได้รับประจุชดเชยผ่านวงจรภายนอก

, ถอยหลังขณะปลดประจุ เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมต่ำเกินไป ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์จะแข็งตัวเพียงบางส่วน ทำให้ดีอินเตอร์แลมป์ของลิเธียมไอออนถูกปิดกั้น ความนำไฟฟ้าจะลดลง และความจุจะลดลง การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอุณหภูมิต่ำอาจทำให้ความจุเสียหายอย่างถาวรและอาจเกิดอันตรายได้

ความสามารถในการละลายของไอออนลิเธียมจะลดลงอย่างมากที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งสามารถสะสมเพื่อสร้างกราฟต์ผลึกลิเธียมได้ เมื่อเติบโตถึงระดับหนึ่งอาจเจาะทะลุไดอะแฟรมทำให้แบตเตอรี่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อความปลอดภัยได้ และในเวลานี้ สภาวะไดนามิกของอิเล็กโทรดของแบตเตอรี่จะไม่ดี ความหนาของอินเทอร์เฟซอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (SEI) จะเพิ่มขึ้น จะทำให้การไหลของไอออนถูกขัดขวางต่อไป ส่งผลให้ความจุที่มีประสิทธิภาพลดลง

ความต้านทานต่ออุณหภูมิต่ำของวัสดุอิเล็กโทรดบวกทุกชนิดมีความแตกต่างกัน และแบตเตอรี่ NCM811 ก็ถูกแช่แข็งค่อนข้างมาก อัตราส่วนการเก็บความจุของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส ลดลง และวัสดุ NCM มีความคล้ายคลึงกับวัสดุ NCA และ NCM811 มีค่าสูงกว่า NCA เล็กน้อย แต่ทั้งคู่ก็ดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต แนวโน้มการพัฒนาแบตเตอรี่ภายในประเทศในปัจจุบันช่วยชะลอปรากฏการณ์แบตเตอรี่ประหยัดพลังงานในฤดูหนาว แต่ยังคงควบคุมอุณหภูมิต่ำเพื่อให้แบตเตอรี่อยู่ในช่วงที่ดีที่สุด

ประการที่สาม ความต่อเนื่องที่อุณหภูมิต่ำ การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง การวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำเป็นวิธีการรับมือกับการลดลงในฤดูหนาว และมีอิเล็กโทรไลต์ที่ปรับเปลี่ยนและแบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศในทิศทางของทิศทาง แต่ปัจจุบันอยู่ในขั้นตอนการทดสอบ เกลือลิเธียมไฮบริด ตัวทำละลายและสารเติมแต่งได้รับอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิสูงพร้อมประสิทธิภาพโดยรวมที่แข็งแกร่ง ซึ่งเป็นความปรารถนาที่จะได้รับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอุณหภูมิต่ำ อิเล็กโทรไลต์เป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการต้านทานแบตเตอรี่ และรายงานการวิจัยปัจจุบันจะผสมเกลือลิเธียม ตัวทำละลาย และสารเติมแต่งต่างๆ เข้าด้วยกัน

ผสมผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในสัดส่วนที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ในตัวทำละลาย ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก EC ของตัวทำละลายทั่วไปจะสูง ความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์มจะดี แต่ตัวทำละลาย PC ที่มีจุดหลอมเหลวสูง ความหนืดสูง และจุดหลอมเหลวต่ำ (-48 ¡ã C) สามารถป้องกันไม่ให้ระบบอิเล็กโทรไลต์แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการปรับอัตราส่วนของทั้งสองค่าความต้านทานของระบบเพื่อให้ได้ตัวทำละลายป้องกันอุณหภูมิต่ำที่มีข้อดีร่วมกัน

แบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศเป็นตัวเลือกเสริมของแบตเตอรี่ ในปี 2016 ทีมงานชาวจีนของ ECPOWER และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนียได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่สามารถใช้งานได้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ สามารถทำความร้อนอัตโนมัติที่อุณหภูมิต่ำได้โดยการออกแบบวงจรโดยการเติมฟอยล์อิเล็กโตรเมตริกภายใน ซึ่งสามารถใช้งานได้ภายใน 25 วินาที

อุณหภูมิตั้งแต่ -20 ¡ã C ถึง 0 ¡ã C และรักษาเสถียรภาพ แบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศนี้มีลักษณะเป็นทรงสี่เหลี่ยม และมีต้นทุนการเพิ่มน้อยกว่า 1 หยวนต่อกิโลวัตต์ น้ำหนักเพิ่มไม่เกิน 1.

5% และการลดทอนความจุที่ 20 ¡ã C เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ทั่วไป BMW ประกาศข้อตกลงสิทธิบัตรกับ Ecpower ในอีก 18 เดือนข้างหน้า ซึ่งมีความเป็นไปได้สูงที่เทคโนโลยีดังกล่าวจะนำไปใช้กับยานยนต์ไฟฟ้าล้วนประเภท BMW ในอนาคต เราเชื่อว่าแบตเตอรี่ทุกสภาพอากาศพร้อมฟังก์ชั่นทำความร้อนด้วยตัวเองเป็นหนึ่งในทางเลือกของอนาคต แต่ความน่าเชื่อถือ การใช้พลังงานในการทำความร้อน และการควบคุมวงจรยังคงได้รับการจัดการอยู่

การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงถือเป็นวิธีการจัดการชีวิตในช่วงฤดูหนาวที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดในปัจจุบัน การออกแบบระบบทำความร้อนแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำเป็นโครงการที่ซับซ้อน หากใช้เพียงมุมสิ้นสุดสูงสุด ระบบทำความร้อนแบตเตอรี่จะถือเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดในการรักษาอุณหภูมิแบตเตอรี่ให้อยู่ในระดับใดระดับหนึ่ง แต่หากใช้มุมความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ให้ใช้ระบบทำความร้อนแบตเตอรี่ที่ต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส เพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้สูงสุด

นอกจากนี้ การทำความร้อนแบตเตอรี่ยังมีความจำเป็นเพื่อเติมวัสดุฉนวนความร้อนในชุดแบตเตอรี่ แต่จำเป็นต้องจัดการความร้อนที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นการออกแบบระบบจัดการความร้อนจึงควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ ระบบทำความร้อนแบตเตอรี่มีหลากหลายวิธี และความเป็นไปได้ของระบบทำความร้อนด้วยการระบายความร้อนด้วยของเหลวก็สูงที่สุด ในปัจจุบัน ระบบทำความร้อนแบตเตอรี่มีการทำความร้อนแบบ PTC, ทำความร้อนฟิล์มความร้อนไฟฟ้า, ทำความร้อนแบบเปลี่ยนเฟส, ทำความร้อนของเหลวทำความเย็น, ทำความร้อนแบบท่อความร้อน, ทำความร้อนแบบสื่อสาร และการใช้งานอื่นๆ

ในช่วงปลายปี 2017 ฟังก์ชันการอุ่นแบตเตอรี่ล่วงหน้าได้รับการอัพเกรดในระบบ OTA สิทธิบัตรดังกล่าวแสดงให้เห็นกลยุทธ์การทำความร้อนที่หลากหลาย ซึ่งสามารถจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ได้ทุกสภาพอากาศในสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน สื่อทำความร้อนที่แตกต่างกัน และแหล่งความร้อนที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม จากแผนที่การรื้อถอน ยังเป็นการใช้สารหล่อเย็นทำความร้อนแบบ PTC ซึ่งถือเป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งสามารถจัดการกับความขัดแย้งระหว่างการจัดการอุณหภูมิสูงและต่ำได้ ขณะที่การแปลงสภาพสะดวกกว่า โดยมีเพียงแหล่งความร้อนใหม่บนพื้นฐานของการจัดการความร้อนในการทำความเย็นด้วยของเหลวที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น

หลายรุ่นมีระบบจัดการอุณหภูมิและความร้อนต่ำ ซึ่งระบบทำความร้อนแบบเย็นด้วยแบตเตอรี่ก็แนะนำเช่นกัน ในปัจจุบัน รถยนต์พลังงานใหม่ส่วนใหญ่ติดตั้งระบบทำความร้อนด้วยแบตเตอรี่ แต่ระบบทำความร้อนด้วยอากาศอุ่นแบบ PTC มีประสิทธิภาพน้อยกว่า นอกจาก Testra แล้ว ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวรุ่นอุปกรณ์นี้ยังมาพร้อมกับระบบทำความร้อนด้วยน้ำหล่อเย็นแบตเตอรี่ ซึ่งกลายมาเป็นจุดขายที่สำคัญของผลิตภัณฑ์ไปอีกขั้น

ปรับปรุงฟังก์ชันการทำความร้อนของระบบระบายความร้อนให้ทำงานอย่างต่อเนื่อง เครื่องปรับอากาศปั๊มความร้อนสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในฤดูหนาว COP จริงเมื่อปั๊มความร้อนร้อน สามารถไปถึง 2-4 ได้ นั่นก็คือ ความร้อนจากการใช้พลังงานเท่ากันจะอยู่ที่ 2-4 เท่าของ PTC

ในปัจจุบัน Roewe EI5 และ MarvelX ได้ติดตั้งระบบปรับอากาศปั๊มความร้อนเพื่อให้มั่นใจถึงความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงในฤดูหนาว รถยนต์ไฟฟ้าทั่วไปที่วิ่งได้ 300 กม. ชาร์จไฟ 35 กิโลวัตต์ เป็นตัวอย่างในการคำนวณ PTC เครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อน และการรวมสองวิธีที่เกิดขึ้นโดยใช้เฉพาะเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนเท่านั้น ช่วยลดการใช้เครื่องทำความร้อนแบบ PTC เพียงอย่างเดียวได้เพียง 14% เท่านั้น ระยะทางวิ่ง, ประหยัดพลังงานดีมาก