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新能源汽车导热解决方案

2018-09-18(384)次浏览

电池热管理系统是应对电池的热相关问题,保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括: 1,在电池温度较高时进行有效散热,防止产生热失控事故; 2,在电池温度较低时进行预热,提升电池温度,确保低温下的充电、放电性能和安全性; 3,减小电池组内的温度差异,抑制局部热区的形成,防止高温位置处电池过快衰减,降低电池组整体寿命。

  汽车锂电池随着新能源汽车的迅猛发展,迎来了电池行业的另一个春天。新能源汽车发展的关键技术之一就是新能源汽车电池电池管理系统,而热管理系统又是电池管理系统中的核心。新能源汽车电池的热管理直接影响到整车的动力性,可靠性和安全性。目前新能源汽车电池包的热对策有空冷,液冷及相变冷却再加上导热硅胶片的热量来解决汽车电池的导热散热问题。

  电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先,锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时,电池的可用容量将迅速发生衰减,在过低温度下(如低于0°C)对电池进行充电,则可能引发瞬间的电压过充现象,造成内部析锂并进而引发短路。其次,锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热,并进而引起连锁放热反应,最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件,威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外,锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间,过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小,电池内部热量不易散出,更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题,从而进一步加速电池衰减,缩短电池寿命,增加用户的总拥有成本。

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  电池热管理系统是应对电池的热相关问题,保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。

热管理系统的主要功能包括:

  1,在电池温度较高时进行有效散热,防止产生热失控事故;

  2,在电池温度较低时进行预热,提升电池温度,确保低温下的充电、放电性能和安全性;

  3,减小电池组内的温度差异,抑制局部热区的形成,防止高温位置处电池过快衰减,降低电池组整体寿命。

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  Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成,其中每69节并联为一组(brick),再将9组串联为一层(sheet),最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。

  通过上述热管理系统,Roadster电池组内各单体电池的温度差异控制在±2°C内。2013年6月的一份报告显示,在行驶10万英里后,Roadster电池组的容量仍能维持在初始容量的80%~85%,而且容量衰减只与行驶里程数明显相关,而与环境温度、车龄关系不明显。上述结果的取得依赖电池热管理系统的有力支撑。

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  散热原理:电池工作时产生大量的热,由导热硅胶片将热传递到水冷管上,水冷管再传给冷却液,水冷管里的液体在电池组内流动将热带走。

  散热原理:利用风扇主动散热,由风扇供风,风朝电池流道吹去,将电池组内部热带走。

  散热原理:因电池组内部温度差未控制在5℃以内,将电池组上下均贴一块导热硅胶片,硅胶片再将温度导向外面的铝壳,整个电池模组温度差控制在5℃以内,达到了电池组设计的要求,使电池组寿命更长,行车过程中性能更稳定。

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