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三元?jiǎng)恿︿囯姵亟M如何解決散熱問題?

來源:存能電氣  日期:2019-08-23 15:01  瀏覽量:

  三元?jiǎng)恿︿囯姵亟M如何解決散熱問題?動(dòng)力三元鋰電池組是電動(dòng)汽車的心臟,要耐得了高溫、防得了水、受得住凍。動(dòng)力電池工作電流大,產(chǎn)熱量大,同時(shí)電池包處于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境,就會(huì)導(dǎo)致電池的溫度上升。那在這樣的高溫天氣下,動(dòng)力電池能靜下“心”嗎?

動(dòng)力鋰電池組.jpg

  一種是以特斯拉為代表的三元鋰電池組,它的能量密度更高,體積小重量輕,但是由于散熱是個(gè)大問題,所以它需要額外的空間和質(zhì)量安裝水冷散熱系統(tǒng),并且安全性上不如鐵電池。

  另外它的電池衰減比較快,大概800-1200次完全充電循環(huán),就衰減20%。完全充電的意思是,只有0-100%充電才算一次,如果電量從50%-100%,算半次充電。按照續(xù)航里程300公里計(jì)算,達(dá)到更換標(biāo)準(zhǔn)在24萬-36萬公里之間,按照家用車每年行駛的里程,怎么說也要十幾年了。

  三元?jiǎng)恿︿囯姵亟M如何解決散熱問題?

  因?yàn)榉撬芤弘娊赓|(zhì)本身易燃、易揮發(fā),浸潤在電池內(nèi)部,也形成了電池的燃燒根源。因此上述兩種電池材料的工作溫度都不得高于60℃,但現(xiàn)在室外溫度已接近40℃,同時(shí)電池本身產(chǎn)熱量大,將導(dǎo)致電池的工作環(huán)境溫度上升,而如果出現(xiàn)熱失控,情況將十分危險(xiǎn)了。為了避免變成“燒烤”,給動(dòng)力鋰電池組散熱就尤為重要了。

  鋰電池組散熱有主動(dòng)和被動(dòng)兩種,兩者之間在效率上有很大的差別。被動(dòng)系統(tǒng)所要求的成本比較低,采取的措施也較簡單。主動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些,且需要更大的附加功率,但它的熱管理更加有效。

  電解液是為了隔絕燃燒來源,隔膜是為了提高耐熱溫度,而散熱充分則是降低電池溫度,避免積熱過多引發(fā)電池?zé)崾Э?。如果說電池溫度急劇升高到300℃,即使隔膜不融化收縮,電解液自身、電解液與正負(fù)極也會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng),釋放氣體,形成內(nèi)部高壓而爆炸,所以采用適合的散熱方式至關(guān)重要。

  導(dǎo)致動(dòng)力鋰電池組過熱的原因來自于電池的選型和熱設(shè)計(jì)的不合理,或者外短路導(dǎo)致電池的溫度升高、電纜的接頭松動(dòng)等,應(yīng)該從電池設(shè)計(jì)和電池管理兩個(gè)方面來解決。

  從電池材料設(shè)計(jì)角度,可以開發(fā)來防止熱失控的材料,阻斷熱失控的反應(yīng);從電池管理角度,可以預(yù)測不同的溫度范圍,來定義不同的安全等級(jí),從而進(jìn)行分級(jí)報(bào)警。

  動(dòng)力鋰電池組風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱方式

  1、在動(dòng)力鋰電池組一端加裝散熱風(fēng)扇,另一端留出通風(fēng)孔,使空氣在電芯的縫隙間加速流動(dòng),帶走電芯工作時(shí)產(chǎn)生的高熱量;

  2、在電極端頂部和底部各加上導(dǎo)熱硅膠墊片,讓頂部、底部不易散發(fā)的熱量通過TIF導(dǎo)熱硅膠片傳導(dǎo)到金屬外殼上散熱,同時(shí)硅膠片的高電氣絕緣和防刺穿性能對(duì)鋰電池組有很好的保護(hù)作用。

  以上就是解決三元?jiǎng)恿︿囯姵亟M散熱問題的方法,一般而言,熱失控發(fā)生之后,會(huì)往下傳播??傊跓崾Э?cái)U(kuò)展和抑制方面,研發(fā)人員要從安全保護(hù)設(shè)計(jì)和電池管理兩個(gè)方面著手。

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