新能源動(dòng)力電池的熱管理

時(shí)間：2019-04-26作者：深圳市鵬翔運(yùn)達(dá)機(jī)械科技有限公司瀏覽：2118

一、動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的功能

由于過高或過低的溫度都將直接影響動(dòng)力電池的使用壽命和性能，并有可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)的安全問題，并且電池箱內(nèi)溫度場(chǎng)的長(zhǎng)久不均勻分布將造成各電池模塊、單體間性能的不均衡，因此，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對(duì)于電動(dòng)車輛動(dòng)力電池系統(tǒng)而言是必需的。可靠、高效的熱管理系統(tǒng)對(duì)于電動(dòng)車輛的可靠安全應(yīng)用意義重大。

電池組熱管理系統(tǒng)有如下5項(xiàng)主要功能：

①電池溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控。

②電池組溫度過高時(shí)的有效散熱和通風(fēng)。

③低溫條件下的快速加熱。

④有害氣體產(chǎn)生時(shí)的有效通風(fēng)。

⑤保證電池組溫度場(chǎng)的均勻分布。

 二、電池內(nèi)傳熱的基本方式

電池內(nèi)熱傳遞方式主要有熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱和輻射換熱3種方式。

電池和環(huán)境交換的熱量也是通過輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流3種方式進(jìn)行的。熱輻射主要發(fā)生在電池表面，與電池表面材料的性質(zhì)相關(guān)。

熱傳導(dǎo)是指物質(zhì)與物體直接接觸而產(chǎn)生的熱傳遞。電池內(nèi)部的電極、電解液、集流體等都是熱傳導(dǎo)介質(zhì)，而將電池作為整體，電池和環(huán)境界面層的溫度和環(huán)境熱傳導(dǎo)性質(zhì)決定了環(huán)境中的熱傳導(dǎo)。

熱對(duì)流是指電池表面的熱量通過環(huán)境介質(zhì)（一般為流體）的流動(dòng)交換熱量，它也和溫差成正比。

對(duì)于單體電池內(nèi)部而言，熱輻射和熱對(duì)流的影響很小，熱量的傳遞主要是由熱傳導(dǎo)決定的。電池自身吸熱的大小與其材料的比熱容有關(guān)，比熱容越大，散熱越多，電池的溫升越小。如果散熱量大于或等于產(chǎn)生的熱量，則電池溫度不會(huì)升高。如果散熱量小于所產(chǎn)生的熱量，熱量將會(huì)在電池體內(nèi)產(chǎn)生熱積累，電池溫度升高。

 三、電池組熱管理系統(tǒng)

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)按照傳熱介質(zhì)，可將電池組熱管理系統(tǒng)分為空冷、液冷和相變材料冷卻3種?？紤]到材料的研發(fā)以及制造成本等問題，目前較有效且較常用的散熱系統(tǒng)是采用空氣作為散熱介質(zhì)。按照散熱風(fēng)道結(jié)構(gòu)，空冷系統(tǒng)又可分為串行通風(fēng)方式和并行通風(fēng)方式兩種，如圖4-16和圖4-17所示。

 圖4-16　串行通風(fēng)方式 

圖4-17　并行通風(fēng)方式

串行情況下一般是使空氣從電池包一側(cè)流往另外一側(cè)，從而達(dá)到帶走熱量的效果。這時(shí)，氣流會(huì)將先流過的地方的熱量帶到后流過的地方，從而導(dǎo)致兩處溫度不一致且溫差較大。而并行情況下模塊間空氣都是直立上升氣流。這樣能夠較均勻地分配氣流，從而保證電池包中各處的散熱一致性。

熱管理系統(tǒng)按照是否有內(nèi)部加熱或制冷裝置可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。被動(dòng)系統(tǒng)成本較低，采取的設(shè)施相對(duì)簡(jiǎn)單；主動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，并且需要較大的附加功率，但效果較為理想。圖4-18～圖4-20為空氣加熱與散熱主、被動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。

 圖4-18　被動(dòng)加熱與散熱-外部空氣流通 

圖4-19　被動(dòng)加熱與散熱-內(nèi)部空氣流通 

圖4-20　主動(dòng)加熱與散熱-外部和內(nèi)部空氣流通

圖4-18和圖4-19中，盡管空氣是經(jīng)過汽車空調(diào)或供暖系統(tǒng)冷卻和加熱的，但它仍然被認(rèn)為是一種被動(dòng)系統(tǒng)。

運(yùn)用這種被動(dòng)系統(tǒng)，由于引入環(huán)境空氣的溫度的不一致性，環(huán)境空氣必須在一定溫度范圍（10～35℃）中才能正常進(jìn)行熱管理，在環(huán)境較冷或較熱條件下運(yùn)行電池包可能會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻。加熱系統(tǒng)中，除了采用將熱空氣引入電池包中的方式外，還可以采用其他方式，如圖4-21～圖4-24所示（方形電池）。 

圖4-21　電池列前后纏繞硅膠加熱線 

圖4-22　電池列間添加電熱膜 

圖4-23　電池本體上包覆電熱膜 

圖4-24　電池上、下添加加熱板

動(dòng)力電池的熱管理系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的一部分，影響到電耗，續(xù)航，電池壽命等等。


深圳市鵬翔運(yùn)達(dá)機(jī)械科技有限公司專注于沖片機(jī)封口機(jī),烘箱烤箱,鋰電池輥壓機(jī),鋰電池?cái)嚢铏C(jī),鋰電池實(shí)驗(yàn)設(shè)備,鋰電池涂布機(jī)等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 客戶案例展示

• 動(dòng)力電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析 **企業(yè)脫穎而出

  多因素影響，行業(yè)集中度進(jìn)一步提高 動(dòng)力電池作為技術(shù)密集型和資本密集型產(chǎn)業(yè)，隨著終端用戶對(duì)其性能要求的提升，擁有較強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力的**企業(yè)終將脫穎而出。 從中國(guó)的市場(chǎng)角度來(lái)看，2016年全年，比亞迪的出貨量排名**，達(dá)到7.35GWh。排名其后的企業(yè)分別為寧德時(shí)代、沃特瑪、國(guó)軒高科等，前10名企業(yè)合計(jì)市場(chǎng)占有率達(dá)79%。 2017年，寧德時(shí)代出貨量**過比亞迪，達(dá)到9.72GWh，占國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池出貨量

• 鈕扣電池全面介紹

  紐扣電池（button cell ）也稱扣式電池，是指外形尺寸象一顆小紐扣的電池，一般來(lái)說(shuō)直徑較大，厚度較?。ㄏ鄬?duì)于柱狀電池如市場(chǎng)上的5號(hào)AA等電池）.紐扣電池是從外形上來(lái)對(duì)電池來(lái)分，同等對(duì)應(yīng)的電池分類有柱狀電池，方形電池，異形電池。 中文名 紐扣電池 外文名 button cell 別????名 扣式電池 外??? 

• 新能源汽車輕量化淺析

  近年來(lái)，新能源汽車發(fā)展已進(jìn)入快速發(fā)展通道，特別是在去年中國(guó)汽車市場(chǎng)銷量整體放緩的趨勢(shì)下，新能源車的銷量仍然呈現(xiàn)出猛增的態(tài)勢(shì)，全年新能源車銷量達(dá)到80萬(wàn)輛。而中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，今年上半年中國(guó)新能源汽車銷量已達(dá)到41.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)112%。在此增速下，預(yù)計(jì)今年全年累計(jì)銷量將首達(dá)百萬(wàn)輛級(jí)別。 而據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，到2025年傳統(tǒng)燃油車數(shù)量將達(dá)到峰值，此后總量將逐漸下行，新能源汽車逐漸上量，到2030年新能