1. Хусусиятҳои батареяҳои литий барои мошинҳои нави энергетикӣ
Батареяҳои литий асосан бартариҳои худро доранд: суръати пасти худхолкунӣ, зичии баланди энергия, давраҳои баланди даврӣ ва самаранокии баланди корӣ ҳангоми истифода. Истифодаи батареяҳои литий ҳамчун дастгоҳи асосии барқ барои энергияи нав ба даст овардани манбаи хуби барқ баробар аст. Аз ин рӯ, дар таркиби ҷузъҳои асосии мошинҳои энергетикии нав, бастаи батареяҳои литий, ки ба ҳуҷайраи батареяҳои литий алоқаманд аст, ба муҳимтарин ҷузъи аслии он ва қисми аслие табдил ёфтааст, ки барқро таъмин мекунад. Дар раванди кори батареяҳои литий, талаботи муайяне барои муҳити атроф вуҷуд дорад. Тибқи натиҷаҳои таҷрибавӣ, ҳарорати оптималии корӣ аз 20°C то 40°C нигоҳ дошта мешавад. Вақте ки ҳарорати атрофи батарея аз ҳадди муайяншуда зиёд мешавад, кори батареяи литий хеле кам мешавад ва мӯҳлати хизмати он хеле кам мешавад. Азбаски ҳарорати атрофи батареяи литий хеле паст аст, иқтидори ниҳоии холӣкунӣ ва шиддати холӣкунӣ аз стандарти пешакӣ муайяншуда фарқ мекунад ва коҳиши якбора ба амал меояд.
Агар ҳарорати муҳит хеле баланд бошад, эҳтимолияти фирори гармии батареяи литий хеле зиёд мешавад ва гармии дохилӣ дар ҷои мушаххас ҷамъ мешавад, ки боиси мушкилоти ҷиддии ҷамъшавии гармӣ мегардад. Агар ин қисми гармӣ бидуни ҳамзамон содир карда нашавад, дар баробари вақти тӯлонии кори батареяи литий, батарея ба таркиш майл дорад. Ин хатари бехатарӣ барои бехатарии шахсӣ таҳдиди бузурге эҷод мекунад, аз ин рӯ батареяҳои литий бояд ба дастгоҳҳои хунуккунии электромагнитӣ такя кунанд, то самаранокии бехатарии таҷҳизотро ҳангоми кор беҳтар кунанд. Дидан мумкин аст, ки вақте ки муҳаққиқон ҳарорати батареяҳои литийро назорат мекунанд, онҳо бояд дастгоҳҳои берунаро барои содироти гармӣ ва назорати ҳарорати оптималии кории батареяҳои литий оқилона истифода баранд. Пас аз он ки назорати ҳарорат ба стандартҳои мувофиқ мерасад, ҳадафи бехатари ронандагии мошинҳои нави энергетикӣ қариб зери хатар нахоҳад монд.
2. Механизми истеҳсоли гармии батареяи литийи қувваи мошинҳои нави энергетикӣ
Гарчанде ки ин батареяҳоро метавон ҳамчун дастгоҳҳои барқӣ истифода бурд, дар раванди истифодаи воқеӣ фарқиятҳои байни онҳо равшантаранд. Баъзе батареяҳо камбудиҳои бештар доранд, аз ин рӯ истеҳсолкунандагони мошинҳои нави энергетикӣ бояд бодиққат интихоб кунанд. Масалан, батареяи сурб-кислота барои шохаи миёна қувваи кофӣ медиҳад, аммо он ҳангоми кор ба муҳити атроф зарари калон мерасонад ва ин зарар баъдтар ҷуброннопазир хоҳад буд. Аз ин рӯ, барои ҳифзи амнияти экологӣ, кишвар батареяҳои сурб-кислотаро ба рӯйхати мамнӯъшуда дохил кардааст. Дар давраи таҳия, батареяҳои никел-металли гидридӣ имкониятҳои хуб ба даст оварданд, технологияи таҳия тадриҷан пухта расида, доираи татбиқ низ васеъ шудааст. Аммо, дар муқоиса бо батареяҳои литий, камбудиҳои он каме равшананд. Масалан, барои истеҳсолкунандагони оддии батарея назорат кардани арзиши истеҳсоли батареяҳои никел-металли гидридӣ душвор аст. Дар натиҷа, нархи батареяҳои никел-гидридӣ дар бозор баланд боқӣ мондааст. Баъзе брендҳои мошинҳои нави энергетикӣ, ки ба самаранокии хароҷот нигаронида шудаанд, истифодаи онҳоро ҳамчун қисмҳои автомобилӣ базӯр баррасӣ мекунанд. Муҳимтар аз ҳама, батареяҳои Ni-MH нисбат ба батареяҳои литий ба ҳарорати муҳити атроф хеле ҳассостаранд ва эҳтимоли оташ гирифтани онҳо аз сабаби ҳарорати баланд бештар аст. Пас аз муқоисаҳои сершумор, батареяҳои литий фарқ мекунанд ва ҳоло дар мошинҳои нави энергетикӣ васеъ истифода мешаванд.
Сабаби он ки батареяҳои литий метавонанд барои мошинҳои нави энергетикӣ нерӯи барқ таъмин кунанд, маҳз дар он аст, ки электродҳои мусбат ва манфии онҳо дорои маводҳои фаъол мебошанд. Дар раванди ҷойгиркунӣ ва истихроҷи пайвастаи маводҳо, миқдори зиёди энергияи электрикӣ ба даст оварда мешавад ва сипас мувофиқи принсипи табдили энергия, энергияи электрикӣ ва энергияи кинетикӣ. Барои ноил шудан ба ҳадафи мубодила, бо ин васила ба мошинҳои нави энергетикӣ нерӯи қавӣ расонидан, метавонад ба ҳадафи роҳ рафтан бо мошин ноил гардад. Дар айни замон, вақте ки ҳуҷайраи батареяи литий реаксияи химиявиро аз сар мегузаронад, он вазифаи ҷабби гармӣ ва раҳо кардани гармиро барои табдили пурраи энергия хоҳад дошт. Илова бар ин, атоми литий статикӣ нест, он метавонад пайваста байни электролит ва диафрагма ҳаракат кунад ва муқовимати дохилии поляризатсия вуҷуд дорад.
Акнун гармӣ низ мувофиқан ҷудо карда мешавад. Аммо, ҳарорати атрофи батареяи литийии мошинҳои нави энергетикӣ хеле баланд аст, ки метавонад ба осонӣ ба таҷзияи ҷудокунакҳои мусбат ва манфӣ оварда расонад. Ғайр аз ин, таркиби батареяи литийии нави энергетикӣ аз якчанд бастаҳои батарея иборат аст. Гармии тавлидшуда аз гармии як батарея хеле зиёдтар аст. Вақте ки ҳарорат аз арзиши пешакӣ муайяншуда зиёд мешавад, батарея ба таркиш хеле майл дорад.
3. Технологияҳои асосии системаи идоракунии гармии батарея
Ба системаи идоракунии батареяҳои мошинҳои энергетикии нав, ҳам дар дохил ва ҳам дар хориҷа таваҷҷӯҳи зиёд зоҳир карда, як қатор таҳқиқотро оғоз кардаанд ва натиҷаҳои зиёде ба даст овардаанд. Ин мақола ба арзёбии дақиқи қувваи боқимондаи батареяи системаи идоракунии гармии батареяҳои мошинҳои энергетикии нав, идоракунии тавозуни батарея ва технологияҳои калидии истифодашуда дар ин соҳа тамаркуз хоҳад кард.системаи идоракунии гармӣ.
3.1 Усули арзёбии қувваи боқимондаи системаи идоракунии гармии батарея
Муҳаққиқон барои арзёбии SOC энергия ва заҳмати зиёд сарф кардаанд ва асосан аз алгоритмҳои маълумоти илмӣ, аз қабили усули интегралии ампер-соат, усули модели хаттӣ, усули шабакаи асаб ва усули филтри Калман барои анҷом додани шумораи зиёди таҷрибаҳои симулятсия истифода кардаанд. Аммо, ҳангоми истифодаи ин усул аксар вақт хатогиҳои ҳисобкунӣ рух медиҳанд. Агар хатогӣ сари вақт ислоҳ карда нашавад, фосилаи байни натиҷаҳои ҳисобкунӣ калонтар ва калонтар мешавад. Барои ҷуброни ин камбудӣ, муҳаққиқон одатан усули арзёбии Анширо бо дигар усулҳо якҷоя мекунанд, то якдигарро тафтиш кунанд, то натиҷаҳои дақиқтаринро ба даст оранд. Бо маълумоти дақиқ, муҳаққиқон метавонанд ҷараёни холӣшавии батареяро дақиқ ҳисоб кунанд.
3.2 Идоракунии мутавозини системаи идоракунии гармии батарея
Идоракунии тавозуни системаи идоракунии гармии батарея асосан барои ҳамоҳангсозии шиддат ва қувваи ҳар як қисми батареяи барқӣ истифода мешавад. Пас аз истифодаи батареяҳои гуногун дар қисмҳои гуногун, қудрат ва шиддат фарқ мекунанд. Дар айни замон, идоракунии тавозун бояд барои бартараф кардани фарқияти байни ин ду истифода шавад. Номутаносибӣ. Дар айни замон усули маъмултарини идоракунии тавозун ин аст, ки истифода мешавад.
Он асосан ба ду намуд тақсим мешавад: баробаркунии ғайрифаъол ва баробаркунии фаъол. Аз нуқтаи назари татбиқ, принсипҳои амалисозии ин ду намуди усулҳои баробаркунӣ хеле фарқ мекунанд.
(1) Мувозинати ғайрифаъол. Принсипи баробаркунии ғайрифаъол муносибати мутаносиби байни қувваи батарея ва шиддатро истифода мебарад, ки ба маълумоти шиддати як қатори батареяҳо асос ёфтааст ва табдили ин ду одатан тавассути холӣ кардани муқовимат ба даст оварда мешавад: энергияи батареяи пуриқтидор гармиро тавассути гармкунии муқовимат ба вуҷуд меорад ва сипас тавассути ҳаво пароканда мешавад, то ҳадафи талафи энергияро ба даст орад. Аммо, ин усули баробаркунӣ самаранокии истифодаи батареяро беҳтар намекунад. Илова бар ин, агар паҳншавии гармӣ нобаробар бошад, батарея наметавонад вазифаи идоракунии гармии батареяро аз сабаби мушкилоти аз ҳад зиёд гарм шудан иҷро кунад.
(2) Мувозинати фаъол. Мувозинати фаъол маҳсули такмилёфтаи мувозинати ғайрифаъол аст, ки камбудиҳои мувозинати ғайрифаъолро ҷуброн мекунад. Аз нуқтаи назари принсипи амалӣ, принсипи баробаркунии фаъол ба принсипи баробаркунии ғайрифаъол ишора намекунад, балки як консепсияи комилан нави дигарро қабул мекунад: баробаркунии фаъол энергияи электрикии батареяро ба энергияи гармӣ табдил намедиҳад ва онро пароканда мекунад, то энергияи баланд интиқол дода шавад. Энергия аз батарея ба батареяи камэнергия интиқол дода мешавад. Ғайр аз ин, ин намуди интиқол қонуни сарфаи энергияро вайрон намекунад ва бартариҳои талафоти кам, самаранокии баланди истифода ва натиҷаҳои зудро дорад. Аммо, сохтори таркибии идоракунии мувозинат нисбатан мураккаб аст. Агар нуқтаи мувозинат дуруст назорат карда нашавад, он метавонад ба батареяи барқӣ аз сабаби андозаи аз ҳад зиёди он зарари бебозгашт расонад. Хулоса, ҳам идоракунии мувозинати фаъол ва ҳам идоракунии мувозинати ғайрифаъол камбудиҳо ва бартариҳо доранд. Дар барномаҳои мушаххас, муҳаққиқон метавонанд вобаста ба иқтидор ва шумораи сатрҳои батареяҳои литий интихоб кунанд. Бастаҳои батареяҳои литийи дорои иқтидори кам ва рақами кам барои идоракунии баробаркунии ғайрифаъол мувофиқанд ва бастаҳои батареяҳои литийи дорои иқтидори баланд ва рақами зиёд барои идоракунии баробаркунии фаъол мувофиқанд.
3.3 Технологияҳои асосии истифодашаванда дар системаи идоракунии гармии батарея
(1) Муайян кардани диапазони оптималии ҳарорати кори батарея. Системаи идоракунии гармӣ асосан барои ҳамоҳангсозии ҳарорати атрофи батарея истифода мешавад, аз ин рӯ, барои таъмини таъсири татбиқи системаи идоракунии гармӣ, технологияи калидии таҳияшуда аз ҷониби муҳаққиқон асосан барои муайян кардани ҳарорати кории батарея истифода мешавад. То он даме, ки ҳарорати батарея дар доираи мувофиқ нигоҳ дошта шавад, батареяи литий ҳамеша метавонад дар беҳтарин ҳолати корӣ бошад ва қувваи кофиро барои кори мошинҳои нави энергетикӣ таъмин кунад. Бо ин роҳ, кори батареяи литийи мошинҳои нави энергетикӣ ҳамеша метавонад дар ҳолати аъло бошад.
(2) Ҳисобкунии диапазони гармии батарея ва пешгӯии ҳарорат. Ин технология шумораи зиёди ҳисобҳои модели математикиро дар бар мегирад. Олимон усулҳои мувофиқи ҳисобкуниро барои ба даст овардани фарқияти ҳарорат дар дохили батарея истифода мебаранд ва инро ҳамчун асос барои пешгӯии рафтори эҳтимолии гармии батарея истифода мебаранд.
(3) Интихоби воситаи интиқоли гармӣ. Самаранокии баланди системаи идоракунии гармӣ аз интихоби воситаи интиқоли гармӣ вобаста аст. Аксари мошинҳои нави энергетикӣ ҳаво/хунуккунакро ҳамчун воситаи хунуккунӣ истифода мебаранд. Ин усули хунуккунӣ барои истифода содда аст, арзиши истеҳсолӣ паст аст ва метавонад ба ҳадафи парокандагии гармии батарея ноил гардад.Гармкунаки ҳавоии PTC/Гармкунаки хунуккунандаи PTC)
(4) Тарҳи сохтори вентилятсияи мувозӣ ва паҳнкунии гармиро қабул кунед. Тарҳи вентилятсия ва паҳнкунии гармӣ байни батареяҳои литий метавонад ҷараёни ҳаворо васеъ кунад, то он дар байни батареяҳо баробар тақсим карда шавад ва тафовути ҳарорат байни модулҳои батареяро самаранок ҳал кунад.
(5) Интихоби нуқтаи ченкунии вентилятор ва ҳарорат. Дар ин модул, муҳаққиқон шумораи зиёди таҷрибаҳоро барои анҷом додани ҳисобҳои назариявӣ истифода бурданд ва сипас усулҳои механикаи моеъро барои ба даст овардани арзишҳои истеъмоли қувваи вентилятор истифода бурданд. Баъдан, муҳаққиқон барои ёфтани мувофиқтарин нуқтаи ченкунии ҳарорат барои ба даст овардани маълумоти дақиқи ҳарорати батарея аз унсурҳои ниҳоӣ истифода хоҳанд бурд.
Вақти нашр: 10 сентябри соли 2024
