Der er problemer med termisk styring af strømbatterier i nye energikøretøjer
Selvom den termiske styring af strømbatterier til nye energikøretøjer har opnået en vis udvikling, er der stadig nogle presserende problemer, der skal løses, såsom ufuldkomment termisk styringsdesign af enkeltceller, uoptimeret varmeafledningsstruktur af batterisystemet, lavt intelligensniveau for termisk styring systemstyringsstrategi osv. I denne forbindelse er det nødvendigt at optimere det termiske design inde i batteriet, systemets varmeafledningsstruktur og kontrolstrategi for at opnå mere effektiv termisk styring og sikre, at batteriet fungerer inden for det optimale temperaturområde.
1. Ufuldkomment termisk styringsdesign af enkeltceller
Udformningen af det termiske styringssystem for strømbatteriet til et nyt energikøretøj er afgørende, men der er stadig nogle problemer, især i termisk styring af enkeltceller.
For det første er der et problem med utilstrækkelig temperaturensartethed i termisk styringsdesign af enkeltceller. Da batteripakken er sammensat af flere enkeltceller, vil disse enkeltceller generere varme under op- og afladningsprocessen. Hvis varmen ikke kan spredes i tide og jævnt, vil det få den lokale temperatur på batteriet til at stige og danne varme pletter. Denne hot spot-effekt vil ikke kun påvirke batteriets arbejdseffektivitet, men også fremskynde ældningen af batteriet og endda forårsage sikkerhedsrisici. Samtidig vil kompleksiteten af batteriets indre struktur og ændringen af afstanden mellem enkeltcellerne gøre varmefordelingen ujævn. Det er svært for det nuværende varmestyringsdesign fuldstændigt at løse dette problem, især under høj belastning eller ekstremt miljø.
For det andet er det matchende problem med termisk responshastighed og termisk kapacitet af enkeltceller også en stor udfordring i termisk styringsdesign. Det ideelle termiske styringssystem for et nyt energikøretøjs batteri bør være i stand til at reagere hurtigt på ændringerne i varmen, der genereres af batteriet, og have tilstrækkelig termisk kapacitet til at absorbere eller frigive varmeenergi for at sikre stabiliteten af batteritemperaturen. Men når strømbatteriet fungerer i et miljø med hurtig opladning og afladning, høj afladning eller store temperaturudsving, er det termiske styringssystem ofte svært at reagere hurtigt og administrere effektivt. Især når batteridesignet forfølger høj energitæthed, er den termiske responsydelse og den termiske kapacitetskonfiguration af det termiske styringssystem særligt vigtige, men det er svært for det eksisterende design at finde en perfekt balance mellem letvægt og høj effektivitet. Dette kan påvirke strømbatteriets levetid og sikkerhedsydelse.
2. Batterisystemets varmeafledningsstruktur skal optimeres
Der er et problem i den termiske styring af strømbatteriet i nye energikøretøjer, at batterisystemets varmeafledningsstruktur skal optimeres. På nuværende tidspunkt står strømbatterisystemets varmeafledningsstruktur over for udfordringer med at håndtere højtemperaturmiljøer og hurtig op- og afladning. Det beskadiges let i miljøer med høj temperatur, og for høj temperatur vil fremskynde ældningen af batteriet og reducere dets ydeevne. Samtidig vil hurtig op- og afladning generere meget varme, og det traditionelle varmeafledningssystem kan ofte ikke effektivt aflede varmen i dette tilfælde, hvilket resulterer i en for hurtig temperaturstigning i batteriet. Derudover er batterisystemets varmeafledningsstruktur utilstrækkelig med hensyn til varmeafledningseffekten og varmeafledningsensartetheden af batteripakker med stor kapacitet. Med udviklingen af nye energikøretøjer fortsætter batterikapaciteten med at stige, og varmeafledningsproblemet med batteripakker med stor kapacitet er blevet mere og mere fremtrædende. Den traditionelle varmeafledningsstruktur kan ofte ikke dække hele batteripakken fuldt ud, hvilket resulterer i for høje temperaturer i nogle områder og for lave temperaturer i andre områder, hvilket resulterer i ujævn varmeafledning. Denne ujævne varmeafledning vil medføre, at temperaturforskellen mellem de enkelte celler inde i batteripakken bliver for stor, hvilket påvirker batteriets opladnings- og afladningsydelse og levetid.
3. Lav intelligens af termisk styringssystem kontrolstrategi
For det første har kontrolstrategien visse begrænsninger. På nuværende tidspunkt vedtager det termiske styringssystem for strømbatterier i nye energikøretøjer hovedsagelig den traditionelle temperaturtærskelkontrolstrategi, det vil sige ved at indstille statiske øvre og nedre temperaturgrænser for at udløse varmeafledning eller køleforanstaltninger. Denne statiske kontrolstrategi kan dog ikke tilpasse sig fuldt ud til batteriets termiske styringsbehov under forskellige arbejdsforhold og miljøforhold. For eksempel, i et miljø med høje temperaturer, kan den traditionelle temperaturtærskelstyringsstrategi være for konservativ, hvilket resulterer i hyppig udløsning af varmeafledningsforanstaltninger, hvilket påvirker batteriets energiudnyttelseseffektivitet. I et miljø med lav temperatur kan den traditionelle kontrolstrategi muligvis ikke starte opvarmningsforanstaltningerne i tide, hvilket påvirker batteriets ydeevne og levetid.
For det andet er graden af intelligens i databehandling og beslutningstagning begrænset. Selvom nogle termiske styringssystemer for strømbatterier bruger sensorer og kontrolenheder til dataovervågning og -justering, er der stadig begrænsninger i databehandling og beslutningstagning. I det termiske styringssystem er databehandlingskapaciteten for det eksisterende system f.eks. begrænset til komplekse termiske egenskaber og miljøforhold, såsom batteriets interne temperaturfordeling, opladningshastighed, omgivende temperatur osv., og det er umuligt at fuldt ud mine og bruge disse data til at optimere den termiske styringsstrategi. Derudover er beslutningsevnen i det eksisterende termiske styringssystem relativt begrænset, og det er umuligt at udføre omfattende optimering baseret på flere parametre og betingelser, hvilket resulterer i, at nøjagtigheden og tilpasningsevnen af kontrolstrategien er begrænset.