電池的熱相關問題是決定其使用性能、安全性、壽命及使用成本的關鍵因素。首先,鋰離子電池的溫度水平直接影響其使用中的能量與功率性能。溫度較低時,電池的可用容量將迅速發(fā)生衰減,在過低溫度下(如低于0°C)對電池進行充電,則可能引發(fā)瞬間的電壓過充現(xiàn)象,造成內部析鋰并進而引發(fā)短路。其次,鋰離子電池的熱相關問題直接影響電池的安全性。生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的缺陷或使用過程中的不當操作等可能造成電池局部過熱,并進而引起連鎖放熱反應,最終造成冒煙、起火甚至爆炸等嚴重的熱失控事件,威脅到車輛駕乘人員的生命安全。另外,鋰離子電池的工作或存放溫度影響其使用壽命。電池的適宜溫度約在10~30°C之間,過高或過低的溫度都將引起電池壽命的較快衰減。動力電池的大型化使得其表面積與體積之比相對減小,電池內部熱量不易散出,更可能出現(xiàn)內部溫度不均、局部溫升過高等問題,從而進一步加速電池衰減,縮短電池壽命,增加用戶的總擁有成本。

電池熱管理系統(tǒng)是應對電池的熱相關問題,保證動力電池使用性能、安全性和壽命的關鍵技術之一。熱管理系統(tǒng)的主要功能包括:1)在電池溫度較高時進行有效散熱,防止產(chǎn)生熱失控事故;2)在電池溫度較低時進行預熱,提升電池溫度,確保低溫下的充電、放電性能和安全性;3)減小電池組內的溫度差異,抑制局部熱區(qū)的形成,防止高溫位置處電池過快衰減,降低電池組整體壽命。
散熱管理系統(tǒng)的重要性
Tesla Roadster的電池熱管理系統(tǒng)
THE HEAT MANAGEMENT SYSTEM OF TESLA ROADSTER BATTERY
純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統(tǒng)。車載電池組由6831節(jié)18650型鋰離子電池組成,其中每69節(jié)并聯(lián)為一組(brick),再將9組串聯(lián)為一層(sheet),最后串聯(lián)堆疊11層構成。電池熱管理系統(tǒng)的冷卻液為50%水與50%乙二醇混合物。
通過上述熱管理系統(tǒng),Roadster電池組內各單體電池的溫度差異控制在±2°C內。2013年6月的一份報告顯示,在行駛10萬英里后,Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%~85%,而且容量衰減只與行駛里程數(shù)明顯相關,而與環(huán)境溫度、車齡關系不明顯。上述結果的取得依賴電池熱管理系統(tǒng)的有力支撐。
Tesla-Roadster的電池熱管理系統(tǒng)
特斯拉電池熱管理系統(tǒng)散熱原理
HEAT DISSIPATION PRINCIPLE OF BATTERY HEAT MANAGEMENT SYSTEM
森姆斯科技熱解決方案確保您的汽車電池性能更穩(wěn)定,讓您的電池包壽命周期更長,讓您的電池包發(fā)揮最佳性能。
散熱原理:電池工作時產(chǎn)生大量的熱,由導熱硅膠片將熱傳遞到水冷管上,水冷管再傳給冷卻液,水冷管里的液體在電池組內流動將熱帶走。
國內某知名汽車廠商電池熱管理系統(tǒng)散熱原理
散熱原理:利用風扇主動散熱,由風扇供風,風朝電池流道吹去,將電池組內部熱帶走。
電池熱管理系統(tǒng)散熱原理
散熱原理:因電池組內部溫度差未控制在5℃以內,將電池組上下均貼一塊導熱硅膠片,硅膠片再將溫度導向外面的鋁殼,整個電池模組溫度差控制在5℃以內,達到了電池組設計的要求,使電池組壽命更長,行車過程中性能更穩(wěn)定。
導熱硅膠片散熱原理
電池熱管理系統(tǒng)散熱原理
散熱原理:電池組采用被動散熱,將電池組與鋁散熱板之間貼上一塊導熱硅膠片,硅膠片將溫度傳到鋁板上,鋁板再與空氣進行熱交換
電池熱管理系統(tǒng)散熱原理
散熱原理:電池組采用被動散熱,將電池組與鋁散熱器之間貼上一塊導熱硅膠片,硅膠片將溫度傳到鋁散熱器上,鋁散熱器再與空氣進行熱交換