Kış dayanıklılığı kaygı gücü lityum iyon pil düşük sıcaklık ve termal yönetim potansiyeli çok büyüktür

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

Milyonlarca yeni araç kış ömrü testinden geçiyor, kış yol testi oranı ise %24. Ülkemizde 2018 yılında yeni enerji binek otomobil satışı bir önceki yıla göre %89 artışla 108 bin adet olarak gerçekleşti; Ocak-Şubat aylarında bir önceki yıla göre %134 artışla 143 bin adet satış gerçekleştirildi; ancak kış yol deneylerinde 8 modelin tek tip ve sürekli seyir sayısının 24 olduğu görüldü. %, Lityum, üç boyutlu lityum ve lityum demir fosfat içeren lityum kobalt organı, belirgin bir düşük sıcaklık karşıtı avantaja sahip değildir, düşük sıcaklık ve ısı yönetimi gelecekteki pazar potansiyelinde büyük olacaktır.

Yüksek sıcaklık ısı yönetimi eklenmiş olup, düşük sıcaklık ve ısı yönetimi teknolojisi rotaları daha da geliştirilmiştir. Yaz aylarında yaşanan 40 akü kendiliğinden yanma olayları nedeniyle birçok üretici yüksek sıcaklık ve ısı yönetimine dikkat etmeye başlamış, düşük sıcaklıkta ısı yönetimi ise henüz geliştirilmeyi beklerken, sadece birkaç üretici akü için elektrikli ısıtma sistemleri ile donatılmış durumda; kış hayatı ise yolcu deneyimine dönüşüyor. Temel göstergede akünün düşük sıcaklık performansı, akü üreticilerinin temel rekabet gücüdür. Her kış, düşük uç ömrü üreticilerin düşük sıcaklık ve ısı yönetimine olan penetrasyonunu hızlandırmasına neden olacak ve gelecekte pazar potansiyeli çok büyük.

Düşük sıcaklık, elektrokimyasal reaksiyonun aktif olmaması, akü kış aylarında elektrik azalmasına neden olan sıkı bir kaynaktır. Ortam sıcaklığı çok düşük olduğunda, elektrolitin viskozitesi kısmen de olsa katılaşır, böylece lityum iyon deinterlampları tıkanır, iletkenlik düşer ve kapasite düşer. Lityum iyon pil kullanarak şarj ettiğinizde, pilde geri dönüşü olmayan kapasite hasarı meydana gelebilir ve potansiyel tehlikeler oluşabilir.

NCA ile karşılaştırıldığında, lityum demir fosfat, Çin&39;in arzu ettiği pil geliştirme yönü NCM811&39;in düşük sıcaklık performansı nispeten güçlüdür, yüksek nikel eğilimi kışın düşük güç tüketimini yavaşlatmaya yardımcı olur. R <000000> D düşük sıcaklıklı batarya kış mevsimindeki düşüşe yönelik temel yaklaşım olup, yüksek verimli termal yönetim günümüzde en uygulanabilir kış ömrü yönetim yöntemidir. Şu anda düşük sıcaklıklı aküde elektrolit modifikasyonu ve her türlü hava koşuluna dayanıklı akü bulunmaktadır.

Karışık elektrolit, lityum iyon pilleri güçlendirmek için çeşitli elektrolit avantajlarıyla entegre edilebilir ve her türlü hava koşuluna dayanıklı pil teknolojisinin pazara öncülük ettiği BMW tarafından kabul edilmektedir. Mevcut sıvı soğutma yönetimi teknolojisi penetrasyonu, geçen yıla göre büyük bir gelişme kaydetmiş olup, soğutma sıvısını ters yönde ısıtarak düşük sıcaklık ve ısı yönetimi sağlayabilmektedir ve piyasada düşük sıcaklıkta ısıtma fonksiyonu elde etmek için birçok model bulunmaktadır. Öncelikle elektrikli otomobilin kış dayanıklılığı ne kadar azalıyor? -24% milyon yeni otomobil kış ömrü testini memnuniyetle karşılıyor, düşük sıcaklık ve ısı yönetimi olabilir.

2018 yılında, yeni enerjili binek araç satışları tüm yıl boyunca 1.008 bin adet olarak gerçekleşerek bir önceki yıla göre %89 artış gösterdi; Ocak-Şubat aylarında ise 143 bin adetlik satış gerçekleşerek bir önceki yıla göre %134 artış sağlandı. Ancak yeni enerji otomobilinin kış aylarında, özellikle de yağışların fazla olduğu dönemlerde, elektrikli otomobilin gerçek ömrü zaten azalmış durumda ve bu da kullanıcıyı ciddi anlamda etkiliyor. Örnek olarak birkaç tipik yeni enerji aracını ele alalım.

Bazı kış yol deneyleri, bu modellerin tekdüze ve sürekli seyir millerinin %24 oranında azaldığını göstermektedir. Lityum kobalt organı içermekte olup, üç boyutlu lityum ve lityum demir fosfatın belirgin bir düşük sıcaklık karşıtı avantajı bulunmamaktadır. Geçtiğimiz yıl yaşanan 40 adet akü kendiliğinden tutuşma olayı nedeniyle birçok üretici yüksek sıcaklık ve ısı yönetimine ağırlık vermeye başlamışken, hala düşük sıcaklıkta ısı yönetimi potansiyeline ihtiyaç duyulurken, sadece birkaç üretici aküleri için elektrikli ısıtma sistemleri ile donatılmış durumda.

Kış mevsimi araç yolcularının deneyiminin temel göstergesidir. Pilin düşük sıcaklık performansı, pilin rekabet gücünün temelini oluşturmaktadır. Her kış düşük uç ömrünün üreticinin düşük sıcaklık ve ısı yönetimine yönelik penetrasyonunu hızlandıracağına ve gelecekteki pazar potansiyelinin çok büyük olduğuna inanıyoruz.

Pil testi ne kadar düşükse, pilin kullanılabilir kapasitesi o kadar düşüktür. Örnek olarak Panasonic NCR18650A&39;yı ele alalım, pil testinde 25 ¡ã C&39;ye kıyasla pil kapasitesi yaklaşık %20 düşecek ve homojen voltaj normal sıcaklıktan düşük olacak ve pil diferansiyel olacaktır. Örnek olarak lityum fosfat iyon pili ele alınırsa, pilin iç direnci 15 ¡ã C&39;de 4-5 katına çıkar ve elektrolit iletkenliği şiddetlidir.

Kış aylarında araçlarda kalorifer tesisatının kullanımı artıyor. Günümüzde PTC ısıtıcı, elektrikli araç ısıtma klimalarının istenen ısı kaynağıdır ve elektrikli tel ısıtma enerjisine kıyasla %70&39;ten %98&39;e yükselmiştir, ancak yüksek kaliteli güç kalemi düşük kaliteli termal enerjiye dönüştürülmekte ve enerji israfı hala çok büyüktür. İlk 5&39;te olduğu gibi 2 adet PTC ısıtıcı ile donatılmıştır.

ES8’den sonra 5kW. Dayanıklılık ancak yarısını tamamlayabilir. Isıtma gücü tüketiminin teorik ölçümü ciddi kısıtlamalara tabidir.

Isıtma gücü tüketimi ve kilometre korelasyon eğrisini elde etmek için, mevcut ana akımdaki 35KWH&39;lik aküyü örnek olarak alalım. %75 dayanıklılık tutma oranını sağlamak için iç ve homojen ısıtma güç tüketimi 1-1,5KW olarak kontrol edilmektedir.

Ancak elektrotermal dönüşüm verimi 1&39;e kadar çıktığı için ve PTC ısıtıcının verimi buna çok yakın olduğu için ısı pompası kliması gibi dönüşüm verimi yüksek bir teknik bulmak gerekmektedir. İkincisi, lityum-iyon pilin orijinal fiyatı kışın, düşük sıcaklıkta elektrokimyasal reaksiyon aktif değildir, düşük sıcaklıkta elektrokimyasal reaksiyon aktif değildir, pilin kış ömrü için sıkı bir kaynaktır. Lityum iyon pil, tipik bir "salıncak pili" olup, şarj edilir ve lityum iyonları pozitif elektrottan negatif elektrota girerek negatif elektrota girer, böylece negatif elektrot lityum durumundadır, pozitif kutup pozitiftir ve karbon negatif elektrot, harici devre aracılığıyla telafi şarjı elde eder.

, Boşaltma sırasında ters çevirin. Ortam sıcaklığı çok düşük olduğunda, elektrolitin viskozitesi kısmen de olsa katılaşır, böylece lityum iyon deinterlampları tıkanır, iletkenlik düşer ve kapasite düşer. Lityum-iyon pillerin düşük sıcaklıklarda kullanılması geri dönüşü olmayan kapasite hasarlarına ve potansiyel tehlikelere neden olabilir.

Düşük sıcaklıklarda lityum iyonlarının çözünürlüğü önemli ölçüde azalacak ve bu da lityum kristal greft oluşturmak üzere biriktirilebilecektir. Belirli bir ölçüye kadar büyüdüğünde diyaframı delerek akü kısa devresine sebep olup potansiyel güvenlik riskleri oluşturabilir. Ve bu sırada, bataryanın elektrot dinamik koşulları zayıf olacak, katı elektrolit arayüzü (SEI) kalınlığı artacak, iyon akışını engellemeye devam edecek ve bunun sonucunda etkili kapasite azalması meydana gelecektir.

Her türlü pozitif elektrot malzemesinin düşük sıcaklığa karşı direnci farklıdır ve NCM811 pili nispeten donmuştur. -20 ¡ã C&39;de pilin kapasite tutma oranı azalır ve NCM malzemesi NCA malzemesine benzerdir ve NCM811, NCA&39;dan biraz daha yüksektir, ancak her ikisi de lityum demir fosfat iyon pilinden daha iyidir. Mevcut yerli akü geliştirme eğilimi, kışın düşük güç sorununu yavaşlatmaya yardımcı olurken, yine de düşük sıcaklık kontrolünü sağlayarak aküyü en iyi menzilde tutuyor.

Üçüncüsü, düşük sıcaklık sürekliliği, yüksek verimli termal yönetim, düşük sıcaklık pil araştırma ve geliştirme, kış aylarındaki düşüşle başa çıkma yöntemidir ve yönünde modifiye edilmiş elektrolit ve her hava koşuluna uygun pil bulunmaktadır, ancak şu anda test aşamasındadır. Hibrit lityum tuzu, çözücü ve katkı maddesi kullanılarak güçlü kapsamlı performansa sahip yüksek sıcaklıklı bir elektrolit elde edilirken, düşük sıcaklıklı bir lityum-iyon pil elde etme isteği vardır. Elektrolit, pil dayanıklılığında en önemli faktörlerden biridir ve mevcut araştırma bildirgesinde farklı lityum tuzları, çözücüler ve katkı maddelerinin karıştırılacağı belirtiliyor.

En iyi sonuçları belirli bir oranda karıştırın. Örneğin, çözücüde, geleneksel çözücü EC dielektrik sabiti yüksektir, film şekillendirilebilirliği iyidir, ancak yüksek erime noktasına, büyük viskoziteye ve düşük erime noktasına (-48 ¡ã C) sahip PC çözücü, elektrolit sisteminin düşük sıcaklıklarda katılaşmasını etkili bir şekilde önleyebilir. İkisinin oranı ayarlanarak, sistemin direnci, birleşik avantajın düşük sıcaklığa dayanıklı çözücüsü elde edilir.

Her türlü hava koşuluna dayanıklı akü, aküde opsiyonel bir seçenektir. 2016 yılında ECPOWER ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi&39;nden oluşan Çin ekibi, düşük sıcaklık koşullarında kullanılabilen bir lityum-iyon pil geliştirdi. Dahili elektrometrium folyo ilavesi ile devre tasarımı sayesinde düşük sıcaklıkta otomatik ısıtma sağlanabilmekte olup, 25 saniye içerisinde kullanıma hazır hale getirilebilmektedir.

-20 ¡ã C ile 0 ¡ã C arasında sıcaklık ve stabiliteyi korur. Her türlü hava koşuluna uygun olan bu akü kare şeklindedir ve ekleme maliyeti kilowatt başına 1 yuandan azdır. İlave ağırlık 1&39;i geçmez.

%5&39;tir ve 20 ¡ã C&39;deki kapasite zayıflaması genel pilin sadece yarısı kadardır. BMW&39;nin 18 ay içerisinde Ecpower ile patent anlaşmasını duyurmasıyla, bu teknolojinin gelecekteki BMW saf elektrikli araç tipinde kullanılması kuvvetle muhtemel. Her türlü hava koşuluna dayanıklı, kendini ısıtan akülerin gelecekteki seçeneklerden biri olduğunu düşünüyoruz ancak güvenilirlik, ısıtma gücü tüketimi ve devre kontrolü hala ele alınıyor.

Yüksek verimli termal yönetim, günümüzde en uygulanabilir kış yaşamı yönetim yöntemidir. Düşük sıcaklıkta akü ısıtma sisteminin tasarımı karmaşık bir projedir. Sadece maksimum bitiş açısından bakıldığında aküyü belirli bir sıcaklıkta tutmak için akü ısıtma sistemi en uygun çözümdür, ancak akü güvenlik açısından akü ömrünü en üst düzeye çıkarmak için 0 ¡ã C&39;nin altında bir akü ısıtma sistemi alın.

Ayrıca, pil takımının içindeki ısı yalıtım malzemesinin doldurulması için pilin ısıtılması gerekmektedir, ancak bu yüksek sıcaklıkta ısı yönetimine ihtiyaç duyulmaktadır, bu nedenle termal yönetim sisteminin tasarımı çeşitli faktörleri göz önünde bulundurmalıdır. Pil ısıtma sisteminin çeşitli yöntemleri mevcut olup, sıvı soğutmalı ısıtma sisteminin uygulanabilirliği en yüksektir. Şu anda, pil ısıtma sisteminde PTC ısıtma, elektrikli ısı filmi ısıtma, faz değişimi ısıtma, soğutma sıvısı ısıtma, ısı borusu ısıtma, iletişim ısıtma ve diğer uygulamalar bulunmaktadır.

2017 yılı sonunda OTA sisteminde batarya ön ısıtma fonksiyonu yükseltildi. Patent, farklı çalışma koşullarında, farklı ısıtma ortamlarında ve farklı ısı kaynaklarında her türlü hava koşulunda pil termal yönetimini gerçekleştirebilen çeşitli ısıtma stratejilerini göstermektedir. Ancak, söküm haritasından da anlaşılacağı üzere, yüksek ve düşük sıcaklık yönetimi çelişkisini giderebilen, şu anda en mantıklı tercih olan PTC ısıtma soğutma sıvısının kullanımı, dönüşümü ise sadece yüksek sıcaklık akışkan soğutmada termal yönetime dayalı yeni bir ısı kaynağı olarak daha rahattır.

Birçok modelde düşük sıcaklık ve ısı yönetim sistemi, akülü sıvı soğuk ısıtma sistemi tercih ediliyor. Günümüzde yeni enerji araçlarının çoğu akü ısıtma sistemleriyle donatılmış durumda, ancak PTC bazlı sıcak hava ısıtma sisteminin verimi daha düşük. Testra dışında, ekipman sıvı soğutma sisteminin modeli, piyasadaki en sık satılan ürünlerden biri haline gelen, batarya soğutma suyu ısıtma sistemi ile donatılmıştır.

Geliştirildikçe soğutma solüsyonunun ısıtma fonksiyonu nüfuz etmeye devam edecektir. Isı pompalı klimalar kış aylarında enerji tasarrufu açısından verimli olabilir. Isı pompası sıcakken gerçek COP 2-4&39;e kadar çıkabiliyor, yani aynı enerji tüketiminin ısısı PTC&39;nin 2-4 katı oluyor.

Şu anda kış aylarında yüksek verimli ısı sağlamak için ısı pompalı klima sistemiyle donatılmış Roewe EI5 ve MarvelX modelleri bulunmaktadır. 300km şarjı 35 kW olan tipik elektrikli araçlar örnek alınarak hesaplandığında, PTC, ısı pompalı klima ve sadece ısı pompalı klima kullanılarak oluşturulan iki yöntemin birleşiminden oluşan ısıtmada, sadece PTC kullanımı ile ısıtma oranı %14&39;tür. Kilometre, enerji tasarrufu etkisi çok fazla.