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动力电池“冬暖夏凉”热管理解决方案
电车资源EV江湖 2019-08-29 次浏览
因电动汽车电池“热失控”而引发的电动汽车起火和爆炸事故屡见不鲜,所以电池热管理技术引发广泛关注,成为现阶段电动汽车发展的一个研究热点。如何有效保证动力电池的散热性、安全性等也就成为了整车厂和动力电池企业头上的悬顶之剑。
一、电池热管理需要保证温度稳定
我国幅员辽阔,跨纬度较广,距海远近差距较大,加之地势高低不同,地形类型及山脉走向多样,因而气温降水的组合多种多样,气候差异比较大。电动汽车在炎炎夏日或寒冬酷暑中能否正常、安全地行驶呢?这与车上搭载的动力电池有着莫大的关系。
动力电池的性质深受温度因素的影响,放电效率随温度的变化而变化,从而影响到电动汽车的性能和使用寿命,目前电池的最佳工作温度范围宽为-20℃~60℃。
(1)在低温环境下,电池关键材料正极、负极、电解液等电导率降低,导致导电性能下降;同时,电池中的离子会产生沉积现象,不再和物质发生化学反应,从而发生电池内部短路的情况;更严重的(对于锂电池),由于低温,负极上嵌套的锂离子会产生离子结晶,直接刺穿隔膜,造成短路,引起爆炸。总之,较低的温度下,电池的性能发挥和使用寿命都会受到较大的影响。
(2)在高温情况下,若没有合适的散热方案,电池的热量无法快速的传导出去,电池包内各处温度将升高,影响电池单体的一致性并引发一系列的后续问题。其中较为严重的是电池过热导致“热失控”,进而使电动汽车着火、爆炸。
二、如何避免过冷或者热失控的出现呢?
这就需要对动力电池进行热管理,电池的加热和散热都很重要。
(1)前者涉及的主要是冷启动、续航里程还有动力性;
(2)后者涉及电池系统质保寿命和整车的安全性。
将电池包温度控制在合理的范围内(过低或过高都不行)才能使电池发挥最佳的性能和寿命,才能保证电动汽车的行车安全。
从传热介质的角度加以划分,热管理系统可以分为:空气冷却式热管理、液体冷却式热管理和相变蓄热式热管理,不同的系统效果不同。
为了解决电池低温充电难和容量低的问题,多数厂家会采用特殊材料包裹保温的策略。而防止因为高温而带来的安全隐患发生可以使用热管理材料,它能够很好地解决电池加热、散热的问题。
动力电池市场的发展十分快速,出货量同比增长238%。未来,电动汽车的发展前景将会愈加广阔,动力电池亦然,合适、稳定的温度对动力电池的重要性毋庸强调。
总的来说,良好的热管理材料可使电池的工作环境趋向“冬暖夏凉”,让电动汽车多一层安全保障;有了安全,才能谋得更长远的发展。