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：次

　　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？

　　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。

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　　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，從而進(jìn)行分級報(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?，在熱失控?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。