Con la promoción y popularización de los vehículos eléctricos, más y más baterías de potencia utilizados en los coches eléctricos, un gran problema que enfrenta la batería de iones de litio se reduce drásticamente el kilometraje invierno, sobre todo con las características de la batería de iones de litio relacionados. baterías de iones de litio a baja temperatura bajo condiciones dinámicas se deterioran, y por tanto la capacidad, rendimiento de velocidad, especialmente de carga rendimiento ha disminuido en gran medida, que en el invierno frío del norte se hace particularmente grave, por lo que a fin de asegurar el coche eléctrico en invierno rendimiento, el paquete de baterías generalmente aumentará el sistema de calefacción, pero el rendimiento de corriente del sistema de calentamiento es relativamente baja (típicamente requiere decenas tiempo consumen minuto para calentar la batería), que afecta gravemente a la facilidad de uso de los vehículos eléctricos. por lo tanto, en la batería de iones de litio a baja temperatura problema de gestión térmica es que en el diseño de la batería, el proceso de diseño de la batería están consideración importante.
Recientemente Guangsheng Zhang et Universidad de Pennsylvania propuso una estrategia de gestión térmica de la batería sobre la base de la calefacción interna de la batería de iones de litio, una batería de iones de litio puede ser restaurado a la ejecución normal en un corto período de tiempo, por ejemplo a -40 ℃ 112s necesita sólo puede de modo que el rendimiento de la batería de iones de litio está completamente restaurada, esta técnica también hace que el kilometraje del vehículo eléctrico aumentó significativamente, por ejemplo, a -40 ℃ kilometraje del vehículo eléctrico por 49%.
El núcleo de esta tecnología es la auto-calentamiento de la batería, el diseño de la batería como se muestra arriba, es necesario en dos piezas dentro de la batería de Ni, impedancia Ni de cada pieza de chapa es 78MW, se colocaron en 1/4 y 3/4 del grosor de la batería a, Ni entre dos piezas conectadas entre sí en forma paralela, y a través de un interruptor conectado a los electrodos positivo y negativo, para controlar el calentamiento de la batería es un ion de litio. Guangsheng Zhang sobre la base de la auto-calentamiento de la batería está diseñada para controlar forma de realización, el calentamiento se puede encender y apagar para controlar el conmutador de acuerdo con la carga del vehículo eléctrico.
Sabemos que el uso de vehículos eléctricos en el proceso, además de la conducción normal, sino también la ocurrencia de frenado, etc., vehículos eléctricos en el proceso de frenado generalmente será la recuperación de energía, la temperatura de la batería de iones de litio es suficiente, esta parte de la energía se almacenará directamente En la batería de iones de litio, pero cuando la temperatura de la batería de iones de litio es demasiado baja, para evitar que la batería de iones de litio se cargue a bajas temperaturas causada por el litio negativo en la superficie del electrodo, esta parte de la energía suele desperdiciarse. , El diseño de un programa de gestión de recuperación de energía de frenado a baja temperatura, la temperatura de la batería es baja, la recuperación de energía se utilizará para calentar la batería primero, cuando la temperatura de la batería a la temperatura adecuada, y luego la energía se almacenará en la batería.
La siguiente figura muestra el cambio de corriente y potencia durante el funcionamiento de la batería de iones de litio. En la figura d se puede observar que la corriente de la batería es la misma cuando existe corriente de descarga externa, solo cuando la batería está cargada y la batería está en estado de espera Cuando el administrador utilizará la corriente interna para calentar la batería de iones de litio, la curva de potencia también muestra las mismas características, lo que indica que la estrategia de gestión no afecta el uso de vehículos eléctricos al mismo tiempo que la estrategia también hace que la recuperación de energía de los frenos Aplicación completa, la primera se utiliza en el calentamiento de la batería, y luego la batería está cargada. Figura c para la temperatura de la batería y el diagrama de resistencia interna, de la figura se puede observar que la calefacción dentro de la batería debido a las características de calentamiento rápido, la temperatura de la batería -40 ℃ a 10 ℃, solo 112s, mientras que la resistencia de la batería también pasa rápidamente de 125mW a 10 mW, lo que para la recuperación rápida del rendimiento de la batería de iones de litio a baja temperatura está estrechamente relacionado con una velocidad tan rápida De la velocidad de calentamiento de las baterías de iones de litio de 0, -10, -20 y -30 ℃ a 10 ℃ solo necesitan 13s, 33s, 46s y 56s, que para el uso de vehículos eléctricos en el invierno con pesados Significado.
La siguiente figura muestra el uso de baterías de autocalentamiento y el uso del grupo de control de batería común a -40 ℃ durante el uso de corriente, potencia, temperatura de la batería y voltaje de la batería y otra curva de datos, el lado izquierdo de la batería de autocalentamiento con el grupo experimental. En el grupo de control, la tasa de aumento de temperatura de la batería de autocalentamiento fue mucho más rápida que la del grupo de control, y el grupo experimental volvió a 20 ℃ con 112 s Para lograr la recuperación de toda la energía de frenado, mientras que el grupo de control de baterías con 3000s, la temperatura se restauró a 0 ℃, lo que resulta en que no puede recuperar la energía del freno.
La siguiente figura muestra la proporción de la energía consumida por los distintos grupos durante el uso de las baterías experimentales y de control. Se puede observar que la energía del grupo experimental puede aumentar considerablemente en comparación con el grupo de control, lo que es importante Parte de la razón se debe al grupo experimental de la temperatura de la batería es muy rápido, por lo que la recuperación de la energía de frenado es mucho más que el grupo de control, lo que mejora significativamente el kilometraje de conducción del automóvil.
La figura siguiente muestra la curva de cambio de energía que se puede usar para conducir a diferentes temperaturas en el grupo de prueba de autocalentamiento. Como se puede ver en la figura, a -30, -20, -10 y 0 ° C, la batería puede usarse para La energía de conducción es del 78%, 80%, 85% y 90% de la temperatura total. Otra estrategia de administración y diseño de batería de autocalentamiento para la futura batería de alta energía específica sigue siendo muy efectiva, el cálculo muestra que cuando la energía específica de la batería de iones de litio A 300Wh / kg, a -40 ℃ bajo la batería para calentar energía de 8.7% a 4.8%, la pérdida de calor puede reducirse de 11.9% a 6.6%, puede usarse para impulsar la energía desde 74% 85%, al mejorar aún más las propiedades de aislamiento térmico de la batería, pero también reducir la batería se puede utilizar para impulsar la energía del 85% al 94%.
El uso de batería autocalentable para calentar rápidamente las características y con la estrategia de gestión correspondiente puede hacer que la batería de iones de litio esté inactiva rápidamente desde baja temperatura para restablecer la temperatura ambiente, ayudando así a la batería de iones de litio a restablecer rápidamente el rendimiento electroquímico, y no afecta la electricidad La conducción normal del automóvil es de gran importancia para mejorar la facilidad de uso del vehículo eléctrico en la región alpina, y la rápida recuperación de la temperatura de la batería de iones de litio significa que la batería de iones de litio se puede cargar en poco tiempo para lograr Recuperación completa y efectiva de la energía de frenado, que también puede aumentar significativamente la batería de iones de litio se puede utilizar para conducir la energía de los vehículos eléctricos, lo que mejora significativamente la vida útil del kilometraje de vehículos eléctricos. En general, Guangsheng Zhang diseñó la estrategia de gestión de la batería, hacer pleno uso de la Las características de la batería de calentamiento, para la promoción de la conveniencia del uso del vehículo eléctrico y aumentar el coche eléctrico en el kilometraje de baja temperatura es de gran importancia.
