1. Жаңы энергиялык унаалар үчүн литий батареяларынын мүнөздөмөлөрү
Литий батареялары негизинен төмөнкү өзүн-өзү разряддоо ылдамдыгы, жогорку энергия тыгыздыгы, жогорку цикл убактысы жана колдонуу учурунда жогорку иштөө натыйжалуулугу сыяктуу артыкчылыктарга ээ. Жаңы энергия үчүн негизги кубат берүүчү түзүлүш катары литий батареяларын колдонуу жакшы кубат булагын алууга барабар. Ошондуктан, жаңы энергия менен иштеген унаалардын негизги компоненттеринин курамында литий батареясынын клеткасына тиешелүү литий батарея топтому анын эң маанилүү өзөктүк компоненти жана кубат берүүчү өзөктүк бөлүгү болуп калды. Литий батареяларынын иштөө процессинде айлана-чөйрөгө белгилүү бир талаптар коюлат. Эксперименталдык жыйынтыктарга ылайык, оптималдуу иштөө температурасы 20°Cден 40°Cге чейин кармалат. Батареянын айланасындагы температура белгиленген чектен ашканда, литий батареясынын иштеши бир топ төмөндөйт жана иштөө мөөнөтү бир топ кыскарат. Литий батареясынын айланасындагы температура өтө төмөн болгондуктан, акыркы разряддоо кубаттуулугу жана разряддоо чыңалуусу алдын ала коюлган стандарттан четтеп, кескин төмөндөйт.
Эгерде айлана-чөйрөнүн температурасы өтө жогору болсо, литий батареясынын жылуулук агып кетүү ыктымалдыгы бир топ жогорулайт жана ички жылуулук белгилүү бир жерде чогулуп, жылуулуктун топтолушуна олуттуу көйгөйлөрдү жаратат. Эгерде жылуулуктун бул бөлүгү литий батареясынын иштөө убактысынын узактыгы менен бирге жылмакай экспорттолбосо, батарея жарылууга жакын. Бул коопсуздук коркунучу жеке коопсуздукка чоң коркунуч келтирет, андыктан литий батареялары иштеп жатканда жалпы жабдуулардын коопсуздук көрсөткүчтөрүн жакшыртуу үчүн электромагниттик муздатуу түзмөктөрүнө таянышы керек. Изилдөөчүлөр литий батареяларынын температурасын көзөмөлдөгөндө, жылуулукту экспорттоо жана литий батареяларынын оптималдуу иштөө температурасын көзөмөлдөө үчүн тышкы түзмөктөрдү рационалдуу колдонушу керек экенин көрүүгө болот. Температураны көзөмөлдөө тиешелүү стандарттарга жеткенден кийин, жаңы энергиялык унаалардын коопсуз айдоо максатына дээрлик коркунуч туудурбайт.
2. Жаңы энергиялык унаанын литий батареясынын жылуулук генерациялоо механизми
Бул батареяларды кубат берүүчү түзүлүштөр катары колдонсо болот, бирок иш жүзүндө колдонуу процессинде алардын ортосундагы айырмачылыктар айкыныраак. Айрым батареялардын кемчиликтери көбүрөөк, андыктан жаңы энергия менен иштеген унаа өндүрүүчүлөр кылдаттык менен тандашы керек. Мисалы, коргошун-кислоталуу батарея ортоңку бутак үчүн жетиштүү кубаттуулукту камсыз кылат, бирок ал иштөө учурунда айлана-чөйрөгө чоң зыян келтирет жана бул зыян кийинчерээк орду толгус болот. Ошондуктан, экологиялык коопсуздукту коргоо максатында, өлкө коргошун-кислоталуу батареяларды тыюу салынган тизмеге киргизди. Иштеп чыгуу мезгилинде никель-металл гидриддүү батареялар жакшы мүмкүнчүлүктөргө ээ болду, иштеп чыгуу технологиясы акырындык менен жетилди жана колдонуу чөйрөсү да кеңейди. Бирок, литий батареяларына салыштырмалуу анын кемчиликтери бир аз айкын. Мисалы, катардагы батарея өндүрүүчүлөр үчүн никель-металл гидриддүү батареялардын өндүрүш наркын көзөмөлдөө кыйын. Натыйжада, рынокто никель-водороддук батареялардын баасы жогору бойдон калууда. Баалуулуктун натыйжалуулугун көздөгөн кээ бир жаңы энергия менен иштеген унаа бренддери аларды автоунаа тетиктери катары колдонууну дээрлик карашпайт. Андан да маанилүүсү, Ni-MH батареялары литий батареяларына караганда айлана-чөйрөнүн температурасына алда канча сезимтал жана жогорку температурадан улам өрт чыгып кетүү ыктымалдыгы жогору. Бир нече салыштыруулардан кийин, литий батареялары өзгөчөлөнүп, азыр жаңы энергиялуу унааларда кеңири колдонулууда.
Литий батареялары жаңы энергиялуу унааларды кубат менен камсыз кыла алышынын себеби, алардын оң жана терс электроддорунда активдүү материалдар бар. Материалдарды үзгүлтүксүз киргизүү жана бөлүп алуу процессинде көп өлчөмдөгү электр энергиясы алынат, андан кийин энергияны конверсиялоо принцибине ылайык, электр энергиясы жана кинетикалык энергия алмашуу максатына жетүү үчүн, ошентип жаңы энергиялуу унааларга күчтүү кубаттуулукту жеткирүү үчүн, унаа менен басуу максатына жетишүүгө болот. Ошол эле учурда, литий батареясынын клеткасы химиялык реакцияга киргенде, ал жылуулукту сиңирүү жана энергияны конверсиялоону аяктоо үчүн жылуулукту бөлүп чыгаруу функциясына ээ болот. Мындан тышкары, литий атому статикалык эмес, ал электролит менен диафрагманын ортосунда тынымсыз кыймылдай алат жана поляризациянын ички каршылыгы бар.
Эми жылуулук да тийиштүү түрдө бөлүнүп чыгат. Бирок, жаңы энергия менен иштеген унаалардын литий батареясынын айланасындагы температура өтө жогору, бул оң жана терс бөлгүчтөрдүн ажыроосуна алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, жаңы энергия менен иштеген литий батареясынын курамы бир нече батарея топтомдорунан турат. Бардык батарея топтомдору чыгарган жылуулук бир батареяныкынан алда канча ашып түшөт. Температура алдын ала аныкталган мааниден ашканда, батарея жарылууга өтө жакын болот.
3. Батареянын жылуулук башкаруу системасынын негизги технологиялары
Жаңы энергия менен иштеген унаалардын аккумулятордук башкаруу системасына өлкө ичинде да, чет өлкөлөрдө да чоң көңүл бурулуп, бир катар изилдөөлөр башталып, көптөгөн натыйжаларга жетишилди. Бул макалада жаңы энергия менен иштеген унаалардын аккумулятордук жылуулук башкаруу системасынын калган аккумулятордук кубаттуулугун так баалоо, аккумулятордук балансты башкаруу жана колдонулган негизги технологиялар каралат.жылуулукту башкаруу системасы.
3.1 Батареянын жылуулук башкаруу системасынын калдык кубаттуулугун баалоо ыкмасы
Изилдөөчүлөр SOC баалоосуна көп күч жана тырышчаактык жумшап, негизинен ампер-саат интегралдык ыкмасы, сызыктуу модель ыкмасы, нейрон тармак ыкмасы жана Калман чыпка ыкмасы сыяктуу илимий маалымат алгоритмдерин колдонуп, көп сандаган симуляциялык эксперименттерди жасашты. Бирок, бул ыкманы колдонууда эсептөө каталары көп кездешет. Эгерде ката өз убагында оңдолбосо, эсептөө жыйынтыктарынын ортосундагы ажырым барган сайын чоңоюп баратат. Бул кемчиликти жоюу үчүн, изилдөөчүлөр, адатта, эң так натыйжаларды алуу үчүн бири-бирин текшерүү үчүн Анши баалоо ыкмасын башка ыкмалар менен айкалыштырышат. Так маалыматтар менен изилдөөчүлөр батареянын разряд тогун так эсептей алышат.
3.2 Батареянын жылуулук башкаруу системасын тең салмактуу башкаруу
Батареянын жылуулук башкаруу системасынын балансты башкаруусу негизинен кубаттуулуктагы батареянын ар бир бөлүгүнүн чыңалуусун жана кубаттуулугун координациялоо үчүн колдонулат. Ар кандай бөлүктөрдө ар кандай батареялар колдонулгандан кийин, кубаттуулук жана чыңалуу ар кандай болот. Бул учурда экөөнүн ортосундагы айырмачылыкты жок кылуу үчүн балансты башкаруу колдонулушу керек. Туура келбестик. Учурда эң кеңири колдонулган балансты башкаруу ыкмасы
Ал негизинен эки түргө бөлүнөт: пассивдүү теңдөө жана активдүү теңдөө. Колдонуу жагынан алганда, бул эки типтеги теңдөө ыкмалары тарабынан колдонулган ишке ашыруу принциптери бир топ айырмаланат.
(1) Пассивдүү баланс. Пассивдүү теңдөө принциби батареянын кубаттуулугу менен чыңалуусунун ортосундагы пропорционалдуу байланышты колдонот, бул бир катар батареялардын чыңалуу маалыматтарына негизделген жана экөөнүн конвертациясы жалпысынан каршылык разряды аркылуу ишке ашат: жогорку кубаттуулуктагы батареянын энергиясы каршылык менен жылытуу аркылуу жылуулукту пайда кылат, андан кийин энергияны жоготуу максатына жетүү үчүн аба аркылуу таркатылат. Бирок, бул теңдөө ыкмасы батареяны колдонуунун натыйжалуулугун жогорулатпайт. Мындан тышкары, эгерде жылуулуктун таркашы бирдей болбосо, батарея ысып кетүү көйгөйүнөн улам батареянын жылуулук башкаруу милдетин аткара албайт.
(2) Активдүү баланс. Активдүү баланс – бул пассивдүү баланстын жаңыланган продуктусу, ал пассивдүү баланстын кемчиликтерин толуктайт. Реализациялоо принцибинин көз карашынан алганда, активдүү теңдөө принциби пассивдүү теңдөө принцибине тиешелүү эмес, тескерисинче, таптакыр башка жаңы түшүнүктү кабыл алат: активдүү теңдөө батареянын электр энергиясын жылуулук энергиясына айландырбайт жана аны чачыратат, ошентип жогорку энергия өткөрүлүп берилет. Батареядан чыккан энергия аз энергиялуу батареяга өткөрүлүп берилет. Андан тышкары, мындай берүү энергияны сактоо мыйзамын бузбайт жана аз жоготуу, жогорку колдонуу натыйжалуулугу жана тез натыйжа сыяктуу артыкчылыктарга ээ. Бирок, балансты башкаруунун курамынын түзүлүшү салыштырмалуу татаал. Эгерде баланс чекити туура башкарылбаса, ал ашыкча өлчөмүнөн улам кубаттуулуктагы батарея топтомуна кайтарылгыс зыян келтириши мүмкүн. Кыскасы, активдүү балансты башкаруунун да, пассивдүү балансты башкаруунун да кемчиликтери жана артыкчылыктары бар. Айрым колдонмолордо изилдөөчүлөр литий батарея топтомдорунун кубаттуулугуна жана тизмектеринин санына жараша тандоо жасай алышат. Төмөн кубаттуулуктагы, аз сандагы литий батарея топтомдору пассивдүү теңдөөнү башкарууга ылайыктуу, ал эми жогорку кубаттуулуктагы, көп сандагы кубаттуулуктагы литий батарея топтомдору активдүү теңдөөнү башкарууга ылайыктуу.
3.3 Батареянын жылуулук башкаруу системасында колдонулган негизги технологиялар
(1) Батареянын оптималдуу иштөө температурасынын диапазонун аныктоо. Жылуулук башкаруу системасы негизинен батареянын айланасындагы температураны координациялоо үчүн колдонулат, андыктан жылуулук башкаруу системасынын колдонмо таасирин камсыз кылуу үчүн изилдөөчүлөр тарабынан иштелип чыккан негизги технология негизинен батареянын иштөө температурасын аныктоо үчүн колдонулат. Батареянын температурасы тиешелүү диапазондо сакталса, литий батареясы ар дайым эң жакшы иштөө абалында болуп, жаңы энергия менен иштеген унаалардын иштеши үчүн жетиштүү кубаттуулукту камсыздай алат. Ушундай жол менен жаңы энергия менен иштеген унаалардын литий батареясынын иштеши ар дайым эң сонун абалда болот.
(2) Батареянын жылуулук диапазонун эсептөө жана температураны алдын ала айтуу. Бул технология көптөгөн математикалык моделдик эсептөөлөрдү камтыйт. Окумуштуулар батареянын ичиндеги температура айырмасын алуу үчүн тиешелүү эсептөө ыкмаларын колдонушат жана муну батареянын мүмкүн болгон жылуулук жүрүм-турумун алдын ала айтуу үчүн негиз катары колдонушат.
(3) Жылуулук өткөргүчтү тандоо. Жылуулук башкаруу системасынын жогорку иштеши жылуулук өткөргүчтү тандоого жараша болот. Азыркы жаңы энергия менен иштеген унаалардын көпчүлүгү муздатуучу каражат катары аба/муздатуучу суюктукту колдонушат. Бул муздатуу ыкмасын иштетүү жөнөкөй, өндүрүштүк чыгымдар аз жана батареянын жылуулукту таркатуу максатына жакшы жете алат.PTC аба жылыткычы/PTC муздаткыч жылыткычы)
(4) Параллелдүү желдетүү жана жылуулукту таркатуу структурасынын долбоорун кабыл алыңыз. Литий батареяларынын ортосундагы желдетүү жана жылуулукту таркатуу дизайны аба агымын кеңейтип, аны батареялардын ортосунда бирдей бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берет, бул батарея модулдарынын ортосундагы температура айырмасын натыйжалуу чечет.
(5) Вентилятор жана температураны өлчөө чекитин тандоо. Бул модулда изилдөөчүлөр теориялык эсептөөлөрдү жүргүзүү үчүн көп сандаган эксперименттерди колдонушкан, андан кийин желдеткичтин кубаттуулук керектөө маанилерин алуу үчүн суюктук механикасынын ыкмаларын колдонушкан. Андан кийин изилдөөчүлөр батареянын температурасы жөнүндө маалыматтарды так алуу үчүн эң ылайыктуу температураны өлчөө чекитин табуу үчүн чектүү элементтерди колдонушат.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 10-сентябры
