動力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢

來源：存能電氣  日期：2019-03-11 13:02  瀏覽量：次

　　動力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢。鋰電池組熱管理系統(tǒng)對于電動車輛動力電池系統(tǒng)而言是必需的，可靠、高效的熱管理系統(tǒng)對于電動車輛的可靠安全應(yīng)用意義重大。鋰電池內(nèi)熱傳遞方式主要有熱傳導(dǎo)、對流換熱和輻射換熱3種方式。本文存能電氣就來談?wù)剟恿︿囯姵亟M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，通過合理的設(shè)計，建立在材料學(xué)、電化學(xué)、傳熱學(xué)、分子動力學(xué)等多學(xué)科多領(lǐng)域基礎(chǔ)之上，為解決電池在溫度過高或過低情況下工作而引起熱散逸或熱失控問題，以提升電池整體性能的一門新技術(shù)。

　　在純電動汽車，混合電動汽車以及其它以動電池為動力來源的動力系統(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。

　　動力鋰電池組熱管理必要性及發(fā)展趨勢：

　　與產(chǎn)能過剩帶來的近憂相比，鋰電池組安全問題尤其是電池?zé)峁芾磉@個遠(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，放電平臺明顯降低，放電容量明顯減小。當(dāng)溫度降至-30℃時，鋰電池組的放電容量為室溫放電容量的87.0%,長時間在低溫環(huán)境中使用，或者在-40℃超低溫環(huán)境中，電源會被“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。

　　實驗數(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。對滿電電芯的實驗顯示，在絕熱的環(huán)境下，用外源對電芯加熱到50度，電芯內(nèi)部就開始有自反應(yīng)，溫度開始升高，雖然上升較慢，但最后結(jié)果是燃燒失效。

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

　　近年來，在應(yīng)對用戶對提升汽車?yán)m(xù)使里程的需要，進(jìn)而提升電池能量密度的同時，也使得安全隱患加大。從2017年開始，系統(tǒng)比容量從85瓦時/千克提至140瓦時/千克，預(yù)計明年還要增長。在市場層面，預(yù)計今年我國新能源汽車總產(chǎn)量將突破100萬輛，隨著保有規(guī)模突破200萬輛，安全問題將會尤其突出。

　　對于鋰電池組熱管理未來的發(fā)展趨勢，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，通過進(jìn)出口管路與冷凝器接通，通過流體流動帶走熱量，對每個電池進(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，市場領(lǐng)域涵蓋新能源汽車、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項主要功能：

　?、匐姵販囟鹊臏?zhǔn)確測量和監(jiān)控

　　②電池組溫度過高時的有效散熱和通風(fēng)

　?、鄣蜏貤l件下的快速加熱

　　④有害氣體產(chǎn)生時的有效通風(fēng)

　?、荼ＷC鋰電池組溫度場的均勻分布

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