Feidhmíocht agus Sábháilteacht a Chomhardú: Anailís Chuimsitheach ar Thréithe Teirmeacha an Phacáiste Ceallraí ian Litiam 48V ar an Muirear a Urscaoileadh

Úsáideann an t-alt seo 25 teirmeachúpla chun staidéar a dhéanamh go turgnamhach ar dháileadh teochta agus iompar pacáiste ceallraí 48V litiam-ian (Li ian) le linn dhá thimthriall urscaoilte muirir. Léiríonn na torthaí go dtarlaíonn aistriú teasa convective níos fearr ar dhromchla seachtrach an phacáistithe, agus sroicheann an ceallraí lár a teocht uasta. Breathnaíodh difríochtaí freisin in iompar na dtrí mhodúl. Léiríonn an timthriall urscaoilte méadú teochta de 5.8 céim C, agus ardaíonn grádán teocht an phacáiste ceallraí ó 1.3 céim C go 2.7 céim C. Cuireann an staidéar seo béim ar an tábhacht a bhaineann le meastóireacht a dhéanamh ar iompar teirmeach gach modúl agus ar chastacht litiam-ian. córais pacáiste ceallraí. Sa staidéar céanna, is féidir le fionnachtana faoi chadhnraí, modúil, agus pacáistí ceallraí léargais luachmhara a sholáthar chun córais fuaraithe éifeachtacha a dhearadh do phacáistí ceallraí litiam-ian.

1. Réamhrá

Cadhnraí ian litiam:Meastar go bhfuil cadhnraí litiam-ian in-athluchtaithe mar fheistí stórála fuinnimh oiriúnacha le haghaidh feithiclí hibrideacha éadroma mar gheall ar a ndlús ardfhuinnimh, cumhacht sonrach, meáchan éadrom, ráta íseal féinscaoilte, ard-athchúrsáil, agus saolré fada. Le 13 bliana anuas, tá laghdú suntasach tagtha ar phraghas na bpacáistí ceallraí litiam-ian. Mar sin féin, is é teocht ard agus dáileadh teocht míchothrom na príomhfhadhbanna a bhaineann le cadhnraí litiam-ian, agus tá ról tábhachtach ag teocht ina saolré agus cumas fuinnimh.

Easnaimh taighde roimhe seo:Dhírigh staidéir roimhe seo ar iompar teirmeach cadhnraí litiam-ian i bhfeithiclí hibrideacha éadrom go príomha ar chadhnraí aonair nó ar phacáistí ceallraí, gan anailís mhionsonraithe ar thionchar paraiméadair sheachtracha (cosúil le láithreacht cadhnraí eile) ar iompar teirmeach ceallraí. Ina theannta sin, tá raon feidhme an taighde ar iompar teirmeach pacáistí ceallraí litiam-ian 48V teoranta, agus tá easpa staidéir turgnamhacha ar dháileadh teochta mionsonraithe an phacáiste ceallraí ar fad.

Cuspóir an staidéir seo:ná imscrúdú turgnamhach a dhéanamh ar iompar teirmeach pacáiste ceallraí litiam-ian 48V trí dhá thimthriall urscaoilte muirir iomlán. Ag baint úsáide as 25 teirmeachúpla a thomhas ag áiteanna éagsúla laistigh den phacáiste ceallraí, tá súil againn léargais luachmhara a sholáthar maidir le giniúint teasa an phacáiste ceallraí agus cabhrú leis an gcóras fuaraithe ceallraí cuí a roghnú.

2. Cinneadh Turgnamhach

Paraiméadair ceallraí ian litiam:Is gnách go mbíonn cadhnraí ian litiam comhdhéanta d'anóid, catóide, leictrilít, agus bailitheoir reatha. Úsáidtear cadhnraí sorcóireacha, priosmatacha agus múnlaithe pouch i dtionscal na ngluaisteán, agus féadann dearaí priosmatacha úsáid spáis agus solúbthacht a fheabhsú. Bhain an staidéar seo úsáid as ceallraí litiam-ian prismatic NCM le cumas ainmniúil de 8.23Ah. Tá an pacáiste ceallraí comhdhéanta de 36 cadhnraí atá ceangailte i gcumraíocht 12s3p, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le suiteáil éasca, modúlacht, sábháilteacht agus dlúthacht, tionchar íosta ar mheáchan feithicle, agus éifeachtacht ard costais.

Leagan amach turgnamhach:Áirítear leis an bhfeiste tástála turgnamhach pacáiste ceallraí, insamhlóir ceallraí AVL ardvoltais ard-srutha arna rialú ag an gcóras AVL PUMA, braiteoir teocht K-cineál le dhá mhodúl fála sonraí (ES620 ETAS), agus aonad ríomhaire chun monatóireacht a dhéanamh agus sonraí a stóráil. Bain úsáid as 25 teirmeachúpla chun monatóireacht a dhéanamh ar theocht na ceallraí, le pointí tomhais atá suite i dtrí mhodúl an phacáiste ceallraí. Cuidíonn teirmeabúplaí le hathruithe teochta a bhrath idir críochfoirt dhearfacha agus diúltacha na ceallraí céanna.

Timthriallta muirir agus urscaoilte:Rinneadh dhá thástáil timthriallta muirir agus urscaoilte iomlán le teocht tosaigh agus stáit muirir (SoC) de 26 céim C agus 47%, faoi seach. Ba iad na sruthanna uasta agus íosta 237A agus -237A, faoi seach. Shroich an SoC dhá uair na luachanna is airde agus is ísle, ie 91% agus 10%, agus tháinig deireadh leis an tástáil nuair a shroich an SoC an luach tosaigh. Chun teip teirmeach an phacáiste ceallraí a sheachaint ag teochtaí arda, cuireadh deireadh leis an tástáil nuair a shroich an teocht 40 céim C. Sa staidéar seo, baineadh amach an teorainn teochta ag deireadh an dara timthriall.

Cúlra teoiriciúil:Baineann éifeacht teocht na gcadhnraí le hábhair inmheánacha agus imoibrithe ceimiceacha. Baineann giniúint theirmeach cadhnraí litiam-ian ag gnáth-theocht le haistriú muirir agus imoibrithe ceimiceacha le linn próisis muirir agus urscaoilte. Áirítear le giniúint theirmeach próisis inchúlaithe (teas eantrópachta) agus próisis do-aisiompaithe. De réir dhlíthe teirmidinimic, is féidir athruithe teochta éagsúla a bheith mar thoradh ar iompar neamhbhuan teasa a ghintear taobh istigh de cheallraí. Chun staidéar a dhéanamh ar iompar teirmeach cadhnraí litiam-ian agus pacáistí ceallraí, sainmhíníodh coinbhinsiún ainmniúcháin agus paraiméadair ghaolmhara le haghaidh teochta, mar shampla teocht uasta, teocht íosta, difríocht teochta, agus teocht an meán.

3. Torthaí

SOC agus Voltas

Taispeánann an figiúr thíos voltas, reatha, agus SoC an phacáiste ceallraí. Tá an t-am tástála roinnte ina 8 gcuid de dhá thimthriall, le LD, EC, LC, agus ED a léiríonn urscaoileadh déanach, muirear luath, muirear déanach, agus urscaoileadh luath, faoi seach. Sa chéad chuid LD1, is é -237A an sruth, agus laghdaítear an pacáiste ceallraí agus an voltas ceallraí; Sa chuid EC1, is é 237A an reatha, sroicheann an SoC 33%, agus méaduithe voltas an phacáiste ceallraí; Sa chuid LC1, titeann an sruth go 33A agus méaduithe voltas an phacáiste ceallraí; Sa chuid ED1, is é -237A an sruth, agus laghdaítear an SoC agus an voltas. Sa dara timthriall, léirigh reatha, SoC, agus voltas an phacáiste ceallraí éabhlóid ama cosúil leis an gcéad timthriall, agus chríochnaigh an tástáil ag 2105s.

De ghnáth bíonn tréimhsí fada de shruth ard tairiseach ag teastáil ó phacáistí ceallraí ian litiam in iarratais phraiticiúla, mar sin laghdóidh BMS an t-aschur chun sábháilteacht a chinntiú. Léiríonn an figiúr thuas laghdú tobann ar an teorainn reatha le linn na céime muirearaithe déanach mar gheall ar bhainistiú teirmeach na ceallraí.

Feidhmíocht theirmeach

Taispeánann Fíor a stair ama teochta 8 teirmeachúpla i Modúl 1. Bhí luachanna T1 agus +12 i lár raon teochta an mhodúil ag tús na tástála, ach thit siad go dtí an leibhéal is ísle ag deireadh an tástáil. Bhí T1 agus -01 comhionann le Tmin ag tús an chéad timthriall, agus bhí teocht na ceallraí i lár an mhodúil is airde.

Taispeánann Fíor b dáileadh teochta modúl 2, áit a bhfuil T2, -12 Tmin, T2, +01 an dara teocht is ísle, agus T2, +04 ná Tmax.

Taispeánann Fíor c dáileadh teochta mhodúil 3, áit a bhfuil T3, -01 Tmin, T3, +12 an dara teocht is ísle, T3,+04, T3, -06, agus T3, -07 is Tmax.

Taispeánann an figiúr thíos stair ama an mheánteocht, an teocht uasta, an teocht íosta, agus difríocht teocht an phacáiste ceallraí agus gach modúl. Tá Trise an phacáiste ceallraí in EC1 agus EC2 1.6 céim C agus 1.2 céim C, faoi seach. Le linn an timthriall urscaoilte iomlán (meascán de ED1 agus LD2), tá an Trise thart ar 5.8 céim C. Is é an t-uasmhéid ∆ T ná ​​2.0 céim C agus 3.2 céim C ag deireadh EC1 agus EC2, faoi seach, agus is é an t-íosmhéid ∆ T ná ​​1.3 céim C agus 2.2 céim C ag deireadh an chéad agus an dara timthriall iomlán luchtaithe, faoi seach is féidir T a roinnt sa difríocht idir Tmax agus Tavg, chomh maith leis an difríocht idir Tavg agus Tmin. Athraíonn an difríocht idir Tavg agus Tmin go líneach nuair a athraíonn an sruth go suntasach, cé go bhfuil an difríocht idir Tmax agus Tavg íogair do reatha agus neamhlíneach.

4. Plé

Taighde ceallraí:Sa cheallraí litiam-ian céanna, tá teocht an chríochfoirt dhearfach níos airde ná teocht an chríochfoirt dhiúltach, le difríocht teocht uasta de thart ar 0.6 céim C. Tá an feiniméan seo luaite sa litríocht freisin. Ina theannta sin, ag deireadh an dá thimthriall, tá Tmin le feiceáil i T1,+12 agus T1, -01 i modúl 1, T2, -12 agus T2,+01 i modúl 2, agus T3, -01 agus T3,+12 i modúl 3. Léiríonn sé seo go bhfuil an chuma ar Tmin ar cheallra seachtrach an phacáiste ceallraí, mar gheall ar aistriú teasa convective níos fearr agus éifeacht fuaraithe ar an modúl. dromchla teorann i gcomparáid leis an teocht chomhthimpeallach. Agus tá an chuma ar an Tmax de gach modúl sa cheallraí lár, ach níl sé seo siméadrach, rud a léiríonn iompar dinimiciúil agus neamh-aonfhoirmeacht teocht gach ceallraí. Léiríonn an feiniméan seo castacht an chórais dinimiciúil seo agus leagann sé béim ar an tábhacht a bhaineann le meastóireacht a dhéanamh ar iompar teochta gach modúl sa phacáiste ceallraí.

Taighde modúil:Tá an Tavg de Mhodúl 1 níos airde ná sin an phacáiste ceallraí sa chéad leath de LDs, ECs, EDs, agus LCs, rud a léiríonn go bhfuil Modúl 1 níos íogaire do sruthanna ard ná modúil eile, gineann sé níos mó teasa, ardaíonn teocht níos tapúla, agus malartaíonn sé teas níos fearr ná modúil eile. Léiríonn sé seo castacht an chórais pacáiste ceallraí, agus ba cheart iompar teirmeach gach modúl a staidéar agus a iniúchadh ar leithligh.

Taighde pacáiste ceallraí:I gcadhnraí litiam-ian, modúil, agus pacáistí ceallraí, méaduithe teocht i gcónaí i EDs, LDs, agus ECs. Dá bhrí sin, tá an chuma ar Tmax ní hamháin i lár LC1 agus LC2, ach freisin ag deireadh EC1 agus EC2. I bhfocail eile, nuair a bhíonn ard-sruth ann, ardóidh an teocht mar ba chóir go mbeadh níos mó iain litiam ag bogadh tríd an scannán agus níos mó teasa a ghiniúint. Mar sin, ag tús na LCanna, beidh titim teochta ann, agus ina dhiaidh sin breathnófar iompar teochta stáit quasi seasta.

Le linn an timthriall urscaoilte iomlán idir dhá thimthriall luchtaithe, méadaíonn an teocht monotonically; Ar an iomlán, mhéadaigh Trise 5.8 céim C óna luach tosaigh de 31.8 céim C. Ina theannta sin, léirigh ∆ T freisin an treocht aníos céanna ó 1.3 céim C go 2.7 céim C. Tá sé seo mar gheall ar an ard atá ann faoi láthair bunaithe ar chothromóid (2) le linn na tréimhse seo, chomh maith le híogaireacht mhodúil 1 go sruth. Ina theannta sin, léirigh na patrúin Trise sa dá thimthriall muirir treochtaí comhchosúla. Ag an tús, ardaíonn sé, ansin titeann, agus ar deireadh coinníonn teocht stáit quasi seasta. Mar sin, nuair a chuirtear sruth níos airde i bhfeidhm ar an bpacáiste ceallraí, bainfear amach Trise níos airde agus ∆ T.

Is féidir ∆ T a roinnt sa difríocht idir Tmax agus Tavg, chomh maith leis an difríocht idir Tavg agus Tmin. Tá Tmax an-íogair do ghrádáin teochta agus athraíonn sé le himeacht ama, agus níl Tmin chomh íogair d’athruithe sa sruth. Dá bhrí sin, tá an chuid is tábhachtaí den athrú teochta sa phacáiste ceallraí mar gheall ar iompar Tmax. I bhfocail eile, athraíonn an difríocht idir Tavg agus Tmin go líneach nuair a bhíonn difríocht shuntasach sa sruth, agus athraíonn an fána. Tá an difríocht idir Tmax agus Tavg an-íogair do reatha, agus méadóidh an fána le himeacht ama. Mar sin, sa dara cás, ach amháin éagsúlachtaí suntasacha ar dhifríochtaí móra srutha, ní léiríonn ∆ T aon iompar líneach i sruthanna tairiseacha agus dinimiciúla araon. Ba cheart go ndíreodh obair sa todhchaí ar chórais fuaraithe éifeachtacha a fhorbairt agus straitéisí bainistíochta teirmeacha éagsúla a iniúchadh chun feidhmíocht agus sábháilteacht pacáistí ceallraí litiam-ian a fheabhsú bunaithe ar thorthaí an staidéir seo.

5. Achoimre

Déanann an t-alt seo staidéar ar iompar teirmeach pacáistí ceallraí litiam-ian 48V faoi reatha dinimiciúil, rud atá ríthábhachtach chun oibriú sábháilte agus iontaofa pacáistí ceallraí litiam-ian a thuiscint, go háirithe in iarratais a éilíonn ardchumhachta agus dlús fuinnimh.

Léiríonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil iompar teocht an phacáiste ceallraí casta agus neamhlíne, le difríochtaí i measc cadhnraí éagsúla, modúil, agus an pacáiste ceallraí iomlán. Tá an teocht lasmuigh den phacáiste ceallraí níos ísle ná an ceallraí inmheánach mar gheall ar aistriú teasa convective níos fearr, agus tá an teocht críochfoirt dearfach ceallraí aonair níos airde ná an teocht críochfoirt diúltach. Tá modúl níos íogaire do sruthanna ard, rud a fhágann go dtiocfaidh ardú teochta níos tapúla agus giniúint teasa, nach féidir a fháil ach trí staidéar a dhéanamh ar gach modúl sa phacáiste ceallraí litiam-ian céanna.

Tá tionchar ag iompar teocht an phacáiste ceallraí go príomha ar Tmax, atá níos íogaire do reatha. Tá Trise den chuid is mó mar gheall ar ard-sruth agus an teas a ghintear trí ghluaiseacht na n-ian litiam tríd an deighilteoir. Athraíonn an difríocht idir Tmin agus Tavg go líneach faoi shruth tairiseach, agus athraíonn an difríocht idir Tmax agus Tavg go neamhlíneach faoi athruithe reatha, go háirithe faoi dhifríochtaí móra reatha.

Tríd is tríd, léiríonn torthaí an taighde an tábhacht a bhaineann le scrúdú agus meastóireacht a dhéanamh ina n-aonar ar iompar teirmeach gach ceallraí, modúl, agus an phacáiste ceallraí ar fad chun castacht agus iompar neamhlíneach pacáistí ceallraí litiam-ian faoi shruthanna dinimiciúla a thuiscint. Cuirfidh torthaí an staidéir seo le forbairt córais bhainistíochta teirmeach ceallraí níos éifeachtaí agus níos iontaofa do phacáistí ceallraí litiam-ian in iarratais feithicleacha sa todhchaí. Agus straitéisí agus paraiméadair bhainistíochta teirmeach ceallraí á gcinneadh, is gá breithniú a dhéanamh ar na difríochtaí idir modúl Tavg, spleáchas Tavg ar Tmax, agus tionchar suíomh na ceallraí ar a athruithe teochta.