Дослідження та оптимізація температурного режиму літій-іонних акумуляторів у складі тягової батареї електромобіля

Автор(и)

  • Владислав Латвинський Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0009-0002-4891-2925
  • Руслан Багач Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 61002, Україна, м. Харків, вул. Ярослава Мудрого, 25, Україна https://orcid.org/0000-0003-0157-5933
  • Олександр Плахтій Український державний університет залізничного транспорту,майдан Фейєрбаха 7, 61050, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-1535-8991
  • Валентин Запорізький Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, Україна, Україна https://orcid.org/0009-0004-8348-3657

DOI:

https://doi.org/10.30977/VEIT.2025.27.0.7

Ключові слова:

електромобіль, тягова акумуляторна батарея, літій-іонний акумулятор, експеримент, випробування навантаження

Анотація

У статті досліджуються електричні та теплові характеристики модульної  літій-іонної акумуляторної батареї в умовах імітаційного моделювання розрядних режимів, характерних для руху легкового електромобіля за різними їздовими циклами. У ході експериментальних випробувань проведено якісну та кількісну оцінку тепловиділення літій-іонних акумуляторів у складі тягової батареї електромобіля, а також підтверджено ефективність пасивного повітряного охолодження акумуляторів у запропонованій конструкції модулів батареї.

Посилання

  1. Hnatova, A., Bagach, R., & Sokhin, P. (2021). Economic and environmental impact of electric vehicles. Proceedings of the Fourth International Scientific and Practical Conference "Automotive Transport and Infrastructure" (pp. 215-217). Kyiv. https://nubip.edu.ua/sites/default/files/u129/zbirnik_tez_ati_2021.pdf
  2. Багач, Р. В. (2024). Підвищення ефективності експлуатації автомобільного електротранспорту з використанням зарядних станцій постійного струму (Докторська дисертація, Харківський національний автомобільно-дорожній університет). Bahach, R. V. (2024). Pidvyshchennia efektyvnosti ekspluatatsii avtomobilnoho elektrotransportu z vykorystanniam zaryadnykh stantsii postijnoho strumu. [Improving the efficiency of electric vehicle operation using DC charging stations.] (Doctoral dissertation, Kharkivskyi natsionalnyi avtomobilno-dorozhnii universytet).https://dspace.khadi.kharkov.ua/handle/123456789/20343 [in Ukrainian].
  3. Багач, Р.В., & Кальченко, О.О. (2023). Перспективи та розвиток літієвих акумуляторів в Україні. Світові тенденції ресурсозбереження на електричному транспорті: матеріали Всеукр. наук.-практ. конф., Харків, 25–27 жовт. 2023 р. (с. 31–34). Харків: ХНУМГ ім. О. М. Бекетова. Bahach, R. V., & Kalchenko, O. O. (2023). Perspektyvy ta rozvytok litiievykh akumuliatoriv v Ukraini. [Prospects and development of lithium batteries in Ukraine.] Svitovi tendentsii resursozberezhennia na elektrychnomu transporti: materialy Vseukr. nauk.-prakt. konf., Kharkiv, 25–27 zhovt. 2023 r. (pp. 31–34). Kharkiv: KhNUMH im. O. M. Beketova [in Ukrainian].
  4. . Латвинський, В., & Багач, Р. (2024). Вплив зарядних станцій на екосистеми урбанізованих територій. Редакційна колегія, 28.(с. 28–31) Vplyv zaryadnykh stantsiy na ekosystemy urbanizovanykh terytoriy.[Influence of charging stations on the ecosystems of urbanization areas] Redaktsiyna kolehiya, 28. https://ecology.kname.edu.ua/images/Materialy_conferenciy/Zbirnik_Ekol_stalij_rozv_urbosistem_2024.pdf [in Ukrainian]
  5. Гнатов, А. В., Аргун, Щ. В., & Ул'янець, О. А. (2017). Електромобілі–майбутнє, яке вже настало. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології, (11), 24-28. Hnatov, A. V., Arhun, Sh. V., & Ulyanets, O. A. (2017). Elektromobili– maibutnie, yake vzhe nastalo. [Electric cars are the future that has already arrived.] Avtomobil i elektronika. Suchasni tekhnolohii, (11), 24-28. http://nbuv.gov.ua/UJRN/veit_2017_11_6 [in Ukrainian].
  6. Багач, Р.В. (2023). Використання зарядних станцій для електромобілів у Харківській області. Сучасні енергетичні установки на транспорті, технології та обладнання для їх обслуговування СЕУТТОО-2023: 14-а Міжнародна науково-практична конференція (с. 323–327). Херсон: Херсонська державна морська академія. Bahach, R. V. (2023). Vykorystannia zaryadnykh stantsii dlia elektromobiliv u Kharkivskii oblasti. [Use of charging stations for electric vehicles in Kharkiv region.] Suchasni enerhetychni ustanovky na transporti, tekhnolohii ta obladnannia dlia yikh obsluhovuvannia SEUTTO-2023: 14-a Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia (pp. 323–327). Kherson: Khersonska derzhavna morska akademiia [in Ukrainian].
  7. Багач, Р.В. (2023). Використання зарядних станцій для електромобілів у Харківській області. Сучасні енергетичні установки на транспорті, технології та обладнання для їх обслуговування СЕУТТОО-2023: 14-а Міжнародна науково-практична конференція (с. 323–327). Херсон: Херсонська державна морська академія. Bahach, R. V. (2023). Vykorystannia zaryadnykh stantsii dlia elektromobiliv u Kharkivskii oblasti. [Use of charging stations for electric vehicles in Kharkiv region.] Suchasni enerhetychni ustanovky na transporti, tekhnolohii ta obladnannia dlia yikh obsluhovuvannia SEUTTO-2023: 14-a Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia (pp. 323–327). Kherson: Khersonska derzhavna morska akademiia https://ksma.ks.ua/wp-content/uploads/2023/05/Матеріали-СЕУТТОО-2023.pdf [in Ukrainian].
  8. Багач, Р.В. (2021). Перспективи подальшого вдосконалення акумуляторних батарей для електромобілів. Міжнародна науковопрактична конференція присвячена 90-річчю Харківського автомобільно-дорожнього університету та 90-річчю автомобільного факультету "Новітні технології в автомобілебудуванні, транспорті та при підготовці фахівців" (pp. 346-349). Харків: ХНАДУ. Bahach, R. V. (2021). Perspektyvy podalshoho vdoskonalennia akumuliatornykh batarei dlia elektromobiliv. [Prospects for further improvement of batteries for electric vehicles.] Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia, prysviachena 90-richchiu Kharkivskoho avtomobilnodorozhnoho universytetu ta 90-richchiu avtomobilnoho fakultetu "Novitni tekhnolohii v avtomobiliebuduvanni, transporti ta pry pidhotovtsi fakhivtsiv" (pp. 346–349). Kharkiv: KhNADU [in Ukrainian].
  9. Латвинський, В. Д., & Багач, Р. В. (2024). Порівняльний аналіз характеристик тягових акумуляторів для сучасних електромобілів. Сучасне автомобілебудування, автотехнічна експертиза, експлуатація автомобільного транспорту та підготовка фахівців галузі транспорту: Збірник тез доповідей Міжнародної науково-практичної конференції до Дня автомобіліста та дорожника, 22–23 жовтня 2024 р. (с. 267–271). Харківський національний автомобільно-дорожній університет. Latvynskyi, V. D., & Bahach, R. V. (2024). Porivnialnyi analiz kharakterystyk tiahovykh akumuliatoriv dlia suchasnykh elektromobiliv [Comparative analysis of traction battery characteristics for modern electric vehicles]. In Suchasne avtomobilobuduvannia, avtotekhnichna ekspertyza, ekspluatatsiia avtomobilnoho transportu ta pidhotovka fakhivtsiv haluzi transportu: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference dedicated to Motorist and Road Worker Day (pp. 267–271). Kharkivskyi natsionalnyi avtomobilno-dorozhnii universytet. https://api.dspace.khadi.kharkov.ua/server/api/cor e/bitstreams/2462be2b-bfa3-4347-8dc9-223b5b385034/content [in Ukrainian].
  10. Багач, Р. В., & Нетребенко, О. В. (2024). Тенденції та майбутнє систем контролю літій-іонних батарей. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології: Збірка матеріалів ІХ Міжнародної науково-технічної Інтернет-конференції (Харків, 21–22 листопада 2024 р.). (с. 41–43). Харків: Харківський національний автомобільно-дорожній університет. Bahach, R. V., & Netrebenko, O. V. (2024). Tendentsii ta maibutnie system kontroliu litii-ionnykh batarei [Trends and future of lithium-ion battery management systems]. In Avtomobil i elektronika. Suchasni tekhnolohii: Proceedings of the IX International Scientific and Technical Online Conference (Kharkiv, November 21–22, 2024) (pp. 41–43). Kharkiv: Kharkivskyi natsionalnyi avtomobilno-dorozhnii universytet. [in Ukrainian].
  11. Fan, Y., Zhan, D., Tan, X., Lyu, P., & Rao, J. (2021). Optimization of cooling strategies for an electric vehicle in high-temperature environment. Applied Thermal Engineering, 195, 117088. doi:10.1016/j.applthermaleng.2021.117088 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359431121005305
  12. Togun, H., Aljibori, H. S. S., Abed, A. M., Biswas, N., Alshamkhani, M. T., Niyas, H., ... & Paul, D. (2024). A review on recent advances on improving fuel economy and performance of a fuel cell hybrid electric vehicle. International Journal of Hydrogen Energy, 89, 22-47. doi:10.1016/j.ijhydene.2024.09.298
  13. Буряківський, В. А. (2024). Аналітичне дослідження впливу температурних режимів тягових батарей електромобілів на їх ефективність. Cучасне автомобілебудування, автотехнічна експертиза, експлуатація автомобільного транспорту та підготовка фахівців галузі транспорт : зб. тез доп. Міжнар. наук.-практ. конф. до Дня автомобіліста та дорожника, 22–23 жовт. 2024 р. / Харків. нац. автомоб.-дор. ун-т. – Харкiв, 2024. – С. 235– 237. Buriakivskyi, V. A. (2024). Analitychne doslidzhennia vplyvu temperaturnykh rezhymiv tiahovykh batarei elektromobiliv na yikh efektyvnist [Analytical study of the impact of temperature regimes of electric vehicle traction batteries on their efficiency].Modern automotive industry, automotive technical expertise, operation of road transport and training of transport industry specialists: collection of abstracts of the International Scientific and Practical Conference on the Day of the Motorist and Road Worker, October 22–23, 2024 / Kharkiv. National Automobile and Road Univ. – Kharkiv, 2024. – P. 235–237. https://dspace.khadi.kharkov.ua/handle/12345678 9/24035 [in Ukrainian].
  14. Mallick, S. S., Neog, S., Mahanta, D. K., & Rafi, M. (2021, April). A review on passive cooling techniques for lithium-ion battery thermal management system of electric vehicle. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 1145, No. 1, p. 012046). IOP Publishing. (pp. 1–12). doi:10.1088/1757-899X/1145/1/012046
  15. Saechan, P., Dhuchakallaya, I., & Saat, F. A. Z. M. (2023). Thermal performance improvement of forced-air cooling system combined with liquid spray for densely packed batteries of electric vehicle. Engineered Science, 24 (4), 886. (pp.1–14). doi:10.30919/es886
  16. Wang, B., Ou, Y., Wang, P., Li, Z., Zhang, Y., Zhang, X., & He, X. (2022, December). An Analysis of Li-ion Traction Battery System Thermal Simulation Based on Simplified Pipeline Fluid Model and Liquid Cooling Enhancement. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2399, No. 1, p. 012035). IOP Publishing.(pp.1–9). doi:10.1088/1742-6596/2399/1/012035
  17. Xie, Y., Wang, X., Hu, X., Li, W., Zhang, Y., & Lin, X. (2021). An enhanced electro-thermal model for EV battery packs considering current distribution in parallel branches. IEEE Transactions on Power Electronics, 37(1), 1027-1043. doi:10.1109/TPEL.2021.3102292
  18. Дослідження літій-іонних батарей для експлуатації електромобілями при різних температурних умовах. ISSN 2074-2630 Наукові праці ДонНТУ. Серія:«Електротехніка і енергетика»№ 1 (30)’2024. 58-64. Latvynskyi, VD, & Bahach, RV (2024). Doslidzhennia litii-ionnykh batarei dlia ekspluatatsii elektromobiliamy pry riznykh temperaturnykh umovakh. [Study of lithium-ion batteries for electric vehicle operation under different temperature conditions.] ISSN 2074-2630 Naukovi pratsi DonNTU. Seriia:«Elektrotekhnika i enerhetyka» № 1 (30)’ 2024 . https://doi.org/10.31474/2074-2630-2024-1-58-64 [in Ukrainian]
  19. Mei, N., Xu, X., & Li, R. (2020). Heat dissipation analysis on the liquid cooling system coupled with a flat heat pipe of a lithium-ion battery. ACS omega, 5(28), 17431-17441. doi:10.1021/acsomega.0c01858

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-05-28

Як цитувати

Латвинський, В., Багач, Р., Плахтій, О., & Запорізький, В. (2025). Дослідження та оптимізація температурного режиму літій-іонних акумуляторів у складі тягової батареї електромобіля. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології, (27), 99–109. https://doi.org/10.30977/VEIT.2025.27.0.7

Номер

№ 27 (2025)

Розділ

ШЛЯХИ ПОКРАЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ АВТОТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ. ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧІ ТЕХНОЛОГІЇ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.