新能源汽车对温度变化较为敏感,合适的工作温度区间在15℃-35℃。电池热管理系统通过冷却或加热的方式对电池系统进行温度控制,直接关系到电池的安全、性能及寿命。随着技术的发展,新能源汽车的能量密度越来越高,电池容量越来越大,为缩短充电时间,快充和超级快充得到渗透。大电流快充带来的是电池**的发热量和**的能耗,电池热管理系统的重要性因而更加显著。
动力电池的热管理包括低温预热、高温散热、阻燃隔热等环节。电池温度较低时需进行预热,提升电池温度至合适区间,确保低温下电池的充电、放电性能。电池温度较高时应进行有效散热,防止产生热失控事件。减少电池组内的温度差异,不出现局部过热现象,防止高温位置处的电池过快衰减,降低电池组整体寿命。实现单体电池或模组之间的阻燃隔热处理,延长电芯失火到PACK起火的时间。
环节 | 方案 | 原理 | 备注 |
低温预热 | 电池包内加热 | 电池包内加热设备加热,包括PTC加热 片,金属丝加热膜(如硅胶加热膜,挠性也加热膜等)、石墨烯加热膜 | 加热效果好,速度快,成本低,但存在电池温升不均勾现象; PTC加热片通常采用铝制,存在与电池贴合不够紧密情况导致热量损失; 加热膜贴合更紧密,但对电池色内的散热结构有一定要求,安全性略差于PTC加热片; |
流体循环加热 | 在电池包内结构上,设计利于散热的水道,使用单独的电池包内PTC加热液体,进行循环加热 | 加热效果好,散热分布均匀,安全可靠,成 本相对较高 | |
高温散热 | 自然冷却 | 没有额外的装置进行换热 | 结构简单,成本低,但散热性能较弱 |
风冷 | 采用空气作为换热介质,被动风冷直接采用外部空气换热,主动风冷可预先对外部空气进行加热或冷却后再进入电池系统 | 成本低,系统简单,但系统密封性差,导致升温效率低,同时无法有效均衡温度 | |
液冷 | 采用冷却液(比如乙二醇等)作为换热介质,方案中一般会有不同四路 | 通过制冷和换热两条回路在满足功能型需求上有一定优势,在换热能力、换热一致性、 PACK 密封性等方面都有不错表现,但成本高 | |
直冷 | 采用制冷剂(相变材料)作为换热介质 | 降温效果**,但无法通过相变材料加热, 且对系统控制的要求比较高 | |
阻燃隔热 | 泡棉 | 在采用献包的企业应用较多 | 同时起到缓冲和隔热效果 |
气凝胶 | 在方形电芯之间应用较多 | 安全性高,但成本也较高 |
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