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:
●在电池温度较高时进行有效散热,防止产生热失控事故;
●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;
●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。
电池包(PACK)内的温度环境对电芯的可靠性、寿命及性能都有很大的影响,使PACK内温度维持的一定的温度范围区间内就显示尤其重要。这主要是通过冷却与加热来实现,这里我们对风冷、液冷、直冷三种冷却方式进行简单介绍。
风冷
风冷是以低温空气为介质,利用热的对流,降低电池温度的一种散热方式,分为自然冷却和强制冷却(利用风机等)。该技术利用自然风或风机,配合汽车自带的蒸发器为电池降温,系统结构简单、便于维护,在早期的电动乘用车应用广泛,如日产聆风(NissanLeaf)、起亚Soul EV等,在目前的电动巴士、电动物流车中也被广泛采纳。
液冷
液体冷却技术通过液体对流换热,将电池产生的热量带走,降低电池温度。液体介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快,对降低Zui高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著,热管理系统的体积也相对较小。液冷系统形式较为灵活:可将电池单体或模块沉浸在液体中,也可在电池模块间设置冷却通道,或在电池底部采用冷却板。电池与液体直接接触时,液体必须保证绝缘(如矿物油),避免短路。对液冷系统的气密性要求也较高。就是机械强度,耐振动性,以及寿命要求。
液冷是目前许多电动乘用车的优选方案,国内外的典型产品如宝马i3、特斯拉、通用沃蓝达(Volt)、华晨宝马之诺、吉利帝豪EV。
直冷
直冷(制冷剂直接冷却):利用制冷剂(R134a等)蒸发潜热的原理,在整车或电池系统中建立空调系统,将空调系统的蒸发器安装在电池系统中,制冷剂在蒸发器中蒸发并快速高效地将电池系统的热量带走,从完成对电池系统冷却的作业。
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