Позадина термичког управљања акумулаторског система електричних возила
Са брзим развојем производне индустрије, кинеска ауто индустрија се суочава са изазовима индустријске трансформације, смањења емисија, енергетске кризе и развоја ниске емисије угљеника. Развој нових енергетских возила постао је једини начин да се смањи зависност аутомобилске индустрије од нафте и загађење издувним гасовима. Да би се промовисала нова енергетска аутомобилска индустрија, издат је низ развојних планова, финансијских субвенција и планова пореских подстицаја за промовисање развоја аутомобилске индустрије нове енергије.
Батерија је главна компонента за складиштење енергије електричног возила, састављена од литијумских батерија, што директно утиче на перформансе електричног возила. Због ограниченог простора у возилу за утовар батерија, велики је и број батерија потребних за правилан рад. Батерије се празне различитим брзинама и генеришу много топлоте различитим брзинама. Поред тога, акумулација времена и утицај простора ће акумулирати велику количину топлоте, што ће резултирати сложеном и променљивом температуром радног окружења батерије. Пораст температуре пакета батерија озбиљно утиче на рад, животни век, прихватљивост пуњења, снагу и енергију пакета, сигурност и поузданост електрохемијског система. Ако батерија електричног возила не може на време да распрши топлоту, температура система батерија ће бити превисока или ће бити неравномерно распоређена. Као резултат тога, ефикасност циклуса пуњења и пражњења батерије ће бити смањена, а такође ће утицати на снагу и енергију батерије. У тешким случајевима ће доћи до топлотног бијега, што ће утицати на сигурност и поузданост система. Поред тога, због густог распореда грејних ћелија, неизбежно ће доћи до више акумулације топлоте у средњем делу, а мање ивичних области ће повећати температурну неравнотежу између ћелија у батеријском пакету, што ће резултирати неравнотежом у перформансама на крају. доследност перформанси батерије и тачност процене стања напуњености батерије (СОЦ), као и системска контрола електричних возила.
Принцип рада литијум-јонских батерија је у суштини редокс реакција између унутрашњих позитивних и негативних електрода и електролита. На ниској температури, брзина реакције активног материјала који интеркалира литијум на површини електроде се успорава, а концентрација литијум јона у активном материјалу опада, што ће довести до смањења равнотежног потенцијала батерије, повећања унутрашњег отпор, и смањење капацитета пражњења. Под екстремно ниским температурама, електролит се смрзава и батерија се не може испразнити, што ће у великој мери утицати на перформансе система батерија на ниским температурама, што ће резултирати смањењем излазне снаге и смањењем домета вожње електричних возила. Поред тога, приликом пуњења у окружењу ниске температуре, таложење литијума се лако формира на површини негативне електроде. Акумулација литијум метала на површини негативне електроде ће пробити сепаратор батерије, узрокујући кратки спој између позитивне и негативне електроде батерије, угрожавајући безбедност батерије. Сигурност пуњења при ниским температурама акумулаторских система електричних возила у великој мери ограничава промоцију електричних возила у хладним регионима.
Стога, да би се побољшале перформансе возила и максимизирале перформансе и животни век батерије, неопходно је оптимизовати структуру батерије и дизајнирати систем управљања топлотом БТМС који се може прилагодити високим и ниским температурама за батерија електричних возила.
