Pri novih energetskih vozilih obstajajo težave s toplotnim upravljanjem akumulatorjev
Čeprav je toplotno upravljanje električnih baterij za nova energetska vozila doseglo določen razvoj, je še vedno nekaj nujnih problemov, ki jih je treba rešiti, kot so nepopolna zasnova toplotnega upravljanja posameznih celic, neoptimizirana struktura odvajanja toplote akumulatorskega sistema, nizka raven inteligence toplotnega upravljanja strategijo nadzora sistema itd. V zvezi s tem je treba optimizirati toplotno zasnovo znotraj baterije, strukturo odvajanja toplote sistema in strategijo nadzora, da se doseže učinkovitejše upravljanje toplote in zagotovi, da baterija deluje v optimalnem temperaturnem območju.
1. Nepopolna zasnova toplotnega upravljanja posameznih celic
Zasnova sistema toplotnega upravljanja napajalne baterije novega energijskega vozila je ključnega pomena, vendar še vedno obstajajo nekatere težave, zlasti pri toplotnem upravljanju posameznih celic.
Prvič, obstaja problem nezadostne enakomernosti temperature pri načrtovanju toplotnega upravljanja posameznih celic. Ker je baterijski sklop sestavljen iz več posameznih celic, bodo te posamezne celice med postopkom polnjenja in praznjenja proizvajale toploto. Če toplote ni mogoče pravočasno in enakomerno razpršiti, bo to povzročilo dvig lokalne temperature baterije in nastanek vročih točk. Ta učinek vroče točke ne bo vplival le na delovno učinkovitost baterije, temveč bo tudi pospešil staranje baterije in celo povzročil varnostne nevarnosti. Hkrati pa bo zaradi zapletenosti notranje zgradbe akumulatorja in spremembe reže med posameznimi celicami porazdelitev toplote neenakomerna. Trenutna zasnova toplotnega upravljanja težko popolnoma reši ta problem, zlasti pri visoki obremenitvi ali ekstremnem okolju.
Drugič, problem ujemanja hitrosti toplotnega odziva in toplotne zmogljivosti posameznih celic je prav tako velik izziv pri načrtovanju toplotnega upravljanja. Idealen sistem toplotnega upravljanja električnega akumulatorja novega energijskega vozila bi se moral hitro odzvati na spremembe v toploti, ki jo proizvaja akumulator, in imeti zadostno toplotno zmogljivost za absorbiranje ali sproščanje toplotne energije, da se zagotovi stabilnost temperature akumulatorja. Ko pa napajalna baterija deluje v okolju s hitrim polnjenjem in praznjenjem, visoko hitrostjo praznjenja ali velikimi temperaturnimi nihanji, se sistem za upravljanje toplote pogosto težko hitro odzove in ga učinkovito upravlja. Zlasti kadar zasnova baterije zasleduje visoko energijsko gostoto, sta zmogljivost toplotnega odziva in konfiguracija toplotne zmogljivosti sistema za upravljanje toplote še posebej pomembna, vendar je pri obstoječi zasnovi težko najti popolno ravnovesje med lahkostjo in visoko učinkovitostjo. To lahko vpliva na življenjsko dobo in varnost napajalne baterije.
2. Strukturo odvajanja toplote akumulatorskega sistema je treba optimizirati
Pri toplotnem upravljanju akumulatorske baterije novih energetskih vozil je težava, da je treba optimizirati strukturo odvajanja toplote akumulatorskega sistema. Trenutno se struktura odvajanja toplote sistema električnih baterij sooča z izzivi pri soočanju z visokotemperaturnimi okolji ter hitrim polnjenjem in praznjenjem. V okolju z visoko temperaturo se zlahka poškoduje, prekomerna temperatura pa bo pospešila staranje baterije in zmanjšala njeno delovanje. Hkrati bo hitro polnjenje in praznjenje ustvarilo veliko toplote, tradicionalni sistem za odvajanje toplote pa v tem primeru pogosto ne more učinkovito odvajati toplote, kar povzroči prehiter dvig temperature v bateriji. Poleg tega je struktura odvajanja toplote akumulatorskega sistema nezadostna v smislu učinka odvajanja toplote in enakomernosti odvajanja toplote baterijskih paketov velike zmogljivosti. Z razvojem novih energetskih vozil se zmogljivost akumulatorja še naprej povečuje, problem odvajanja toplote baterijskih paketov velike zmogljivosti pa postaja vse bolj izrazit. Tradicionalna struktura za odvajanje toplote pogosto ne more v celoti pokriti celotnega paketa baterij, kar ima za posledico previsoke temperature na nekaterih območjih in prenizke temperature na drugih področjih, kar ima za posledico neenakomerno odvajanje toplote. To neenakomerno odvajanje toplote bo povzročilo preveliko temperaturno razliko posameznih celic v paketu baterij, kar bo vplivalo na zmogljivost polnjenja in praznjenja baterije ter življenjsko dobo.
3. Nizka inteligenca nadzorne strategije sistema toplotnega upravljanja
Prvič, strategija nadzora ima določene omejitve. Trenutno sistem toplotnega upravljanja električnih baterij novih energetskih vozil v glavnem sprejema tradicionalno strategijo nadzora temperaturnega praga, to je z nastavitvijo statične zgornje in spodnje temperaturne meje za sprožitev odvajanja toplote ali hladilnih ukrepov. Vendar pa se ta strategija statičnega nadzora ne more popolnoma prilagoditi potrebam toplotnega upravljanja baterije v različnih delovnih pogojih in okoljskih pogojih. Na primer, v okolju z visoko temperaturo je lahko tradicionalna strategija nadzora temperaturnega praga preveč konzervativna, kar povzroči pogosto sprožitev ukrepov za odvajanje toplote, kar vpliva na učinkovitost izrabe energije baterije. V okolju z nizko temperaturo tradicionalna strategija nadzora morda ne bo mogla pravočasno zagnati ogrevalnih ukrepov, kar vpliva na delovanje in življenjsko dobo baterije.
Drugič, stopnja inteligence pri obdelavi podatkov in odločanju je omejena. Čeprav nekateri sistemi za termično upravljanje baterij uporabljajo senzorje in krmilne enote za spremljanje in prilagajanje podatkov, še vedno obstajajo omejitve pri obdelavi podatkov in odločanju. Na primer, v sistemu toplotnega upravljanja je zmogljivost obstoječega sistema za obdelavo podatkov omejena in ni mogoče v celoti izkopati in uporabiti te podatke za optimizacijo strategije toplotnega upravljanja. Poleg tega je sposobnost odločanja obstoječega sistema toplotnega upravljanja razmeroma omejena in je nemogoče izvesti celovito optimizacijo na podlagi več parametrov in pogojev, zaradi česar sta natančnost in prilagodljivost strategije krmiljenja omejeni.