پیشینه مدیریت حرارتی سیستم باتری خودروهای الکتریکی
با توسعه سریع صنعت تولید، صنعت خودرو چین با چالشهای تحول صنعتی، کاهش انتشار، بحران انرژی و توسعه کم کربن مواجه است. توسعه خودروهای انرژی جدید تنها راه کاهش وابستگی صنعت خودرو به نفت و آلودگی اگزوز شده است. برای ارتقای صنعت خودرو با انرژی های نو، مجموعه ای از طرح های توسعه، یارانه های مالی و طرح های مشوق مالیاتی برای ترویج توسعه صنعت خودرو با انرژی های نو منتشر شده است.
بسته باتری جزء اصلی ذخیره انرژی یک وسیله نقلیه الکتریکی است که از باتری های لیتیومی تشکیل شده است که به طور مستقیم بر عملکرد خودروی الکتریکی تأثیر می گذارد. با توجه به فضای محدود خودرو برای بارگیری باتری ها، تعداد باتری های مورد نیاز برای عملکرد صحیح نیز زیاد است. باتری ها با سرعت های مختلف دشارژ می شوند و گرمای زیادی با سرعت های مختلف تولید می کنند. علاوه بر این، انباشت زمان و تأثیر فضا مقدار زیادی گرما را جمع میکند و در نتیجه دمای محیط عملیاتی پیچیده و متغیر بسته باتری ایجاد میکند. افزایش دمای بسته باتری به طور جدی بر عملکرد، عمر چرخه، قابلیت پذیرش شارژ، قدرت و انرژی بسته، ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم الکتروشیمیایی تأثیر می گذارد. اگر بسته باتری یک وسیله نقلیه الکتریکی نتواند گرما را به موقع دفع کند، دمای سیستم بسته باتری بسیار بالا یا به طور ناموزون توزیع می شود. در نتیجه، راندمان چرخه شارژ-دشارژ باتری کاهش می یابد و قدرت و انرژی باتری نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. در موارد شدید، فرار حرارتی ایجاد می شود که بر ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم تأثیر می گذارد. علاوه بر این، به دلیل چینش متراکم سلول های گرمایشی، به ناچار تجمع گرمای بیشتری در ناحیه میانی وجود خواهد داشت و نواحی کمتر لبه باعث افزایش عدم تعادل دما در سلول های بسته باتری می شود و در نتیجه عدم تعادل در عملکرد در نهایت تأثیر می گذارد. ثبات عملکرد باتری و دقت تخمین وضعیت شارژ باتری (SOC) و همچنین کنترل سیستم وسایل نقلیه الکتریکی.
اصل کار باتری های لیتیوم یون اساساً یک واکنش ردوکس بین الکترودهای مثبت و منفی داخلی و الکترولیت است. در دمای پایین، سرعت واکنش ماده فعال بین لیتیوم در سطح الکترود کاهش می یابد و غلظت یون های لیتیوم در ماده فعال کاهش می یابد که منجر به کاهش پتانسیل تعادل باتری، افزایش میزان داخلی می شود. مقاومت و کاهش ظرفیت تخلیه. در دمای بسیار پایین، الکترولیت یخ میزند و باتری نمیتواند تخلیه شود، که به شدت بر عملکرد دمای پایین سیستم باتری تأثیر میگذارد و در نتیجه عملکرد خروجی توان کاهش مییابد و محدوده رانندگی خودروهای الکتریکی کاهش مییابد. علاوه بر این، هنگام شارژ در محیطی با دمای پایین، رسوب لیتیوم به راحتی روی سطح الکترود منفی تشکیل می شود. تجمع فلز لیتیوم روی سطح الکترود منفی جداکننده باتری را سوراخ می کند و باعث ایجاد اتصال کوتاه بین الکترودهای مثبت و منفی باتری می شود و ایمنی باتری را تهدید می کند. ایمنی شارژ در دمای پایین سیستمهای باتری خودروهای الکتریکی، تبلیغ خودروهای الکتریکی در مناطق سردسیر را تا حد زیادی محدود میکند.
بنابراین، به منظور بهبود عملکرد خودرو و به حداکثر رساندن عملکرد و عمر بسته باتری، بهینه سازی ساختار بسته باتری و طراحی یک سیستم مدیریت حرارتی BTMS که بتواند با دمای بالا و پایین برای بسته باتری خودروهای الکتریکی
