动力锂电池组热管理必要性及发展趋势

来源：存能电气  日期：2019-03-11 13:02  浏览量：次

　　动力锂电池组热管理必要性及发展趋势。锂电池组热管理系统对于电动车辆动力电池系统而言是必需的，可靠、高效的热管理系统对于电动车辆的可靠安全应用意义重大。锂电池内热传递方式主要有热传导、对流换热和辐射换热3种方式。本文存能电气就来谈谈动力锂电池组热管理必要性。

　　什么是电池热管理？

　　电池热管理，是根据温度对电池性能的影响，结合电池的电化学特性与产热机理，基于具体电池的最佳充放电温度区间，通过合理的设计，建立在材料学、电化学、传热学、分子动力学等多学科多领域基础之上，为解决电池在温度过高或过低情况下工作而引起热散逸或热失控问题，以提升电池整体性能的一门新技术。

　　在纯电动汽车，混合电动汽车以及其它以动电池为动力来源的动力系统，电池热管理意义巨大。目前的电池热管理主要包括：风冷，液体冷却，热电冷却，热管冷却以及相变材料热管理等多种方式。

　　动力锂电池组热管理必要性及发展趋势：

　　与产能过剩带来的近忧相比，锂电池组安全问题尤其是电池热管理这个远虑似乎并未引起人们足够的重视。随着温度的降低，锂电池组放电性能显著下降，放电平台明显降低，放电容量明显减小。当温度降至-30℃时，锂电池组的放电容量为室温放电容量的87.0%,长时间在低温环境中使用，或者在-40℃超低温环境中，电源会被“冻坏”造成永久损害。因此，锂电池组的热管理尤为必要。

　　当前，锂电池低温加热主要有两种方式，一种是可变式电阻加热，包括PTC加热板和碳膜加热板；一种是恒定电阻加热，包含硅胶加热板、PI加热膜、环氧板加热膜。

　　实验数据显示，能量型锂电池组在绝热的环境下1C充电45分钟后，电芯内部的温升都在10摄氏度以上，有的甚至在15摄氏度以上。对满电电芯的实验显示，在绝热的环境下，用外源对电芯加热到50度，电芯内部就开始有自反应，温度开始升高，虽然上升较慢，但最后结果是燃烧失效。

　　所以电动汽车动力锂电池组系统，一定要做好热管理。早期的电动汽车，如果没有有效的热管理，随着使用年限的增加，夏天快充时发生安全事故的几率会增高很多。

　　近年来，在应对用户对提升汽车续使里程的需要，进而提升电池能量密度的同时，也使得安全隐患加大。从2017年开始，系统比容量从85瓦时/千克提至140瓦时/千克，预计明年还要增长。在市场层面，预计今年我国新能源汽车总产量将突破100万辆，随着保有规模突破200万辆，安全问题将会尤其突出。

　　对于锂电池组热管理未来的发展趋势，存能电气小编认为，水冷模式将成为主流应用。将水冷板安装在电池的侧面或底部，通过进出口管路与冷凝器接通，通过流体流动带走热量，对每个电池进行散热。主要产品包括电热板、电热膜、硅橡胶加热器、油桶加热器、Kapton加热器、硅橡胶加热板、硅橡胶电线电缆、仪表保温管和电(伴)热带等，市场领域涵盖新能源汽车、半导体、医疗、航空航天、电力等行业。

　　锂电池组热管理系统有如下5项主要功能：

　　①电池温度的准确测量和监控

　　②电池组温度过高时的有效散热和通风

　　③低温条件下的快速加热

　　④有害气体产生时的有效通风

　　⑤保证锂电池组温度场的均匀分布

　　总体来说，在对电池系统的热分析中，磷酸铁锂的热稳定性从材料上来讲是最好的。建立完善的锂电池组热管理设计流程，是非常的有好处的，以促进电池技术进步。