Problemer med termisk styring av strømbatteri for nye energikjøretøyer
Selv om termisk styring av strømbatterier for nye energikjøretøyer har oppnådd en viss utvikling, er det også noen presserende problemer som må løses, for eksempel ufullkommen termisk styringsdesign av enkeltceller, behovet for å optimalisere varmeavledningsstrukturen til batterisystemet, og det lave intelligensnivået til kontrollstrategien til det termiske styringssystemet. For dette formål er det nødvendig å optimalisere den termiske utformingen av batteriet, systemets varmeavledningsstruktur og kontrollstrategi for å oppnå mer effektiv termisk styring og sikre at batteriet fungerer innenfor det optimale temperaturområdet.
1. Ufullkommen termisk styringsdesign av enkeltceller
Utformingen av det termiske styringssystemet for strømbatterier for nye energikjøretøyer er avgjørende, men det er fortsatt noen problemer, spesielt i termisk styring av enkeltceller.
For det første er det et problem med utilstrekkelig temperaturuniformitet i den termiske styringsdesignen til enkeltceller. Siden batteripakken er sammensatt av et antall enkeltceller, vil disse enkeltcellene generere varme under lade- og utladingsprosessen. Hvis varmen ikke kan spres i tide og jevnt, vil det føre til at den lokale temperaturen på batteriet stiger og danner varme flekker. Denne hot spot-effekten vil ikke bare påvirke batteriets arbeidseffektivitet, men kan også akselerere batteriets aldring og til og med forårsake sikkerhetsfarer. Samtidig vil kompleksiteten til den interne strukturen til batteriet og endringen i gapet mellom enkeltcellene forårsake ujevn varmefordeling. Det er vanskelig for dagens termiske styringsdesign å løse dette problemet fullstendig, spesielt under høy belastning eller ekstreme miljøer.
For det andre er det samsvarende problemet med termisk responshastighet og termisk kapasitet til enkeltceller også en stor utfordring i termisk styringsdesign. Et ideelt termisk styringssystem for strømbatterier til nye energikjøretøyer bør være i stand til å reagere raskt på endringer i varmen som genereres av batteriet og ha tilstrekkelig termisk kapasitet til å absorbere eller frigjøre termisk energi for å sikre stabiliteten til batteritemperaturen. Men når strømbatteriet fungerer i et miljø med rask lading og utlading, høy utladning eller store temperatursvingninger, er det termiske styringssystemet ofte vanskelig å reagere raskt og administrere effektivt. Spesielt når batteridesignet forfølger høy energitetthet, er den termiske responsytelsen og termiske kapasitetskonfigurasjonen til det termiske styringssystemet spesielt viktig, men det er vanskelig for eksisterende design å finne en perfekt balanse mellom lett og høy effektivitet. Dette kan påvirke levetiden og sikkerhetsytelsen til strømbatteriet.
2. Varmeavledningsstrukturen til batterisystemet må optimaliseres
Det er et problem i termisk styring av strømbatterier til nye energikjøretøyer at varmeavledningsstrukturen til batterisystemet må optimaliseres. For tiden har varmeavledningsstrukturen til strømbatterisystemet utfordringer med å håndtere høytemperaturmiljøer og rask lading og utlading. Den blir lett skadet i miljøer med høy temperatur, og for høy temperatur vil akselerere aldring av batteriet og redusere ytelsen. Samtidig vil hurtiglading og utlading generere mye varme, og tradisjonelle varmespredningssystemer kan ofte ikke effektivt spre varmen i dette tilfellet, noe som resulterer i for rask temperaturøkning på batteriet. I tillegg er varmeavledningsstrukturen til batterisystemet utilstrekkelig med tanke på varmeavledningseffekten og varmeavledningsuniformiteten til batteripakker med stor kapasitet. Med utviklingen av nye energikjøretøyer fortsetter batterikapasiteten å øke, og varmespredningsproblemet til batteripakker med stor kapasitet har blitt mer og mer fremtredende. Den tradisjonelle varmespredningsstrukturen kan ofte ikke dekke hele batteripakken helt, noe som resulterer i for høye temperaturer i noen områder og for lave temperaturer i andre områder, noe som resulterer i ujevn varmespredning. Denne ujevne varmespredningen vil føre til at temperaturforskjellen til enkeltcellene inne i batteripakken blir for stor, noe som påvirker batteriets lade- og utladningsytelse og levetid.
3. Kontrollstrategien til det termiske styringssystemet har lav intelligens
For det første har kontrollstrategien visse begrensninger. For tiden vedtar det termiske styringssystemet til strømbatteriet til nye energikjøretøyer hovedsakelig den tradisjonelle temperaturterskelkontrollstrategien, det vil si å utløse varmespredning eller kjøletiltak ved å sette statiske øvre og nedre temperaturgrenser. Imidlertid kan denne statiske kontrollstrategien ikke fullt ut tilpasse seg kravene til batteriets termiske styring under forskjellige arbeidsforhold og miljøforhold. For eksempel, i et miljø med høye temperaturer, kan den tradisjonelle temperaturterskelkontrollstrategien være for konservativ, noe som resulterer i hyppig utløsning av varmespredningstiltak, som påvirker energiutnyttelseseffektiviteten til batteriet. I et miljø med lav temperatur kan den tradisjonelle kontrollstrategien kanskje ikke starte oppvarmingstiltakene i tide, noe som påvirker ytelsen og levetiden til batteriet.
For det andre er graden av intelligens i databehandling og beslutningstaking begrenset. Selv om noen termiske styringssystemer for strømbatterier bruker sensorer og kontrollenheter for dataovervåking og justering, er det fortsatt begrensninger i databehandling og beslutningstaking. For eksempel, i termiske styringssystemer, for komplekse batteritermiske egenskaper og miljøforhold, slik som batteriintern temperaturfordeling, ladehastighet, omgivelsestemperatur, etc., er databehandlingsevnen til eksisterende systemer begrenset, og det er umulig å utvinne fullt ut. og bruke disse dataene til å optimalisere varmestyringsstrategier. I tillegg er beslutningsevnen til eksisterende termiske styringssystemer relativt begrenset, og de kan ikke optimaliseres fullstendig basert på flere parametere og forhold, noe som resulterer i begrenset nøyaktighet og tilpasningsevne for kontrollstrategier.
