動(dòng)力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢(shì)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-03-11 13:02  瀏覽量：次

　　動(dòng)力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢(shì)。鋰電池組熱管理系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電池系統(tǒng)而言是必需的，可靠、高效的熱管理系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛的可靠安全應(yīng)用意義重大。鋰電池內(nèi)熱傳遞方式主要有熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱和輻射換熱3種方式。本文存能電氣就來(lái)談?wù)剟?dòng)力鋰電池組熱管理必要性。

　　什么是電池?zé)峁芾恚?/strong>

　　電池?zé)峁芾?，是根?jù)溫度對(duì)電池性能的影響，結(jié)合電池的電化學(xué)特性與產(chǎn)熱機(jī)理，基于具體電池的最佳充放電溫度區(qū)間，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，建立在材料學(xué)、電化學(xué)、傳熱學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科多領(lǐng)域基礎(chǔ)之上，為解決電池在溫度過(guò)高或過(guò)低情況下工作而引起熱散逸或熱失控問(wèn)題，以提升電池整體性能的一門(mén)新技術(shù)。

　　在純電動(dòng)汽車(chē)，混合電動(dòng)汽車(chē)以及其它以動(dòng)電池為動(dòng)力來(lái)源的動(dòng)力系統(tǒng)，電池?zé)峁芾硪饬x巨大。目前的電池?zé)峁芾碇饕ǎ猴L(fēng)冷，液體冷卻，熱電冷卻，熱管冷卻以及相變材料熱管理等多種方式。

　　動(dòng)力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢(shì)：

　　與產(chǎn)能過(guò)剩帶來(lái)的近憂相比，鋰電池組安全問(wèn)題尤其是電池?zé)峁芾磉@個(gè)遠(yuǎn)慮似乎并未引起人們足夠的重視。隨著溫度的降低，鋰電池組放電性能顯著下降，放電平臺(tái)明顯降低，放電容量明顯減小。當(dāng)溫度降至-30℃時(shí)，鋰電池組的放電容量為室溫放電容量的87.0%,長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境中使用，或者在-40℃超低溫環(huán)境中，電源會(huì)被“凍壞”造成永久損害。因此，鋰電池組的熱管理尤為必要。

　　當(dāng)前，鋰電池低溫加熱主要有兩種方式，一種是可變式電阻加熱，包括PTC加熱板和碳膜加熱板；一種是恒定電阻加熱，包含硅膠加熱板、PI加熱膜、環(huán)氧板加熱膜。

　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，能量型鋰電池組在絕熱的環(huán)境下1C充電45分鐘后，電芯內(nèi)部的溫升都在10攝氏度以上，有的甚至在15攝氏度以上。對(duì)滿電電芯的實(shí)驗(yàn)顯示，在絕熱的環(huán)境下，用外源對(duì)電芯加熱到50度，電芯內(nèi)部就開(kāi)始有自反應(yīng)，溫度開(kāi)始升高，雖然上升較慢，但最后結(jié)果是燃燒失效。

　　所以電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)，一定要做好熱管理。早期的電動(dòng)汽車(chē)，如果沒(méi)有有效的熱管理，隨著使用年限的增加，夏天快充時(shí)發(fā)生安全事故的幾率會(huì)增高很多。

　　近年來(lái)，在應(yīng)對(duì)用戶對(duì)提升汽車(chē)?yán)m(xù)使里程的需要，進(jìn)而提升電池能量密度的同時(shí)，也使得安全隱患加大。從2017年開(kāi)始，系統(tǒng)比容量從85瓦時(shí)/千克提至140瓦時(shí)/千克，預(yù)計(jì)明年還要增長(zhǎng)。在市場(chǎng)層面，預(yù)計(jì)今年我國(guó)新能源汽車(chē)總產(chǎn)量將突破100萬(wàn)輛，隨著保有規(guī)模突破200萬(wàn)輛，安全問(wèn)題將會(huì)尤其突出。

　　對(duì)于鋰電池組熱管理未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，存能電氣小編認(rèn)為，水冷模式將成為主流應(yīng)用。將水冷板安裝在電池的側(cè)面或底部，通過(guò)進(jìn)出口管路與冷凝器接通，通過(guò)流體流動(dòng)帶走熱量，對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行散熱。主要產(chǎn)品包括電熱板、電熱膜、硅橡膠加熱器、油桶加熱器、Kapton加熱器、硅橡膠加熱板、硅橡膠電線電纜、儀表保溫管和電(伴)熱帶等，市場(chǎng)領(lǐng)域涵蓋新能源汽車(chē)、半導(dǎo)體、醫(yī)療、航空航天、電力等行業(yè)。

　　鋰電池組熱管理系統(tǒng)有如下5項(xiàng)主要功能：

　　①電池溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控

　?、陔姵亟M溫度過(guò)高時(shí)的有效散熱和通風(fēng)

　?、鄣蜏貤l件下的快速加熱

　?、苡泻怏w產(chǎn)生時(shí)的有效通風(fēng)

　?、荼ＷC鋰電池組溫度場(chǎng)的均勻分布

　　總體來(lái)說(shuō)，在對(duì)電池系統(tǒng)的熱分析中，磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性從材料上來(lái)講是最好的。建立完善的鋰電池組熱管理設(shè)計(jì)流程，是非常的有好處的，以促進(jìn)電池技術(shù)進(jìn)步。