跟着筑设业的急速开展,中国汽车工业面对着财富转型、消浸排放、能源危殆和低碳开展的挑衅,开展新能源汽车仍然成为消浸汽车工业石油依赖和排气污染的独一途径,中国政府为了推动新能源汽车工业,揭晓了一系列开展策划、财务补贴和税务煽惑铺排,鼓吹新能源汽车行业的开展。

因为车辆上装载电池的空间有限,平常运转所需的电池数目也较大,电池会以差异倍率放电,并以差异生热速度形成大方热量,再加上时刻累积以及空间影响将会会集大方热量,从而导致电池组运转境况温度情形庞杂众变。
电池包内温度上升主要影响电池组的电化学体系的运转、轮回寿命、充电可承担性、电池包功率和能量、安适性和牢靠性等。假使电动汽车电池组不行实时散热,将导致电池组体系的温渡过高或散布不屈均,其结果将消浸电池充放电轮回功效,影响电池的功率和能量阐述,主要时还将导致热失控,影响体系安适性与牢靠性;别的,因为发烧电池体的蚁集摆放,中心区域必定热量会集较众,边沿区域较少则推广了电池包中各单位之间的温度不屈衡,这将酿成各电池模块、单体职能的不屈衡,最终影响电池职能的一律性及电池荷电状况(SOC)计算的正确性,影响到电动汽车的体系节制。

锂离子电池处事道理性子上是内部正负极与电解液之间的氧化还原反映,正在低温下电极外面活性物质嵌锂反映速度减慢、活性物质内部锂离子浓度消浸,这将惹起电池平均电势消浸、内阻增大、放电容量删除,尽头低温情形以至会涌现电解液冻结、电池无法放电等情景,极大的影响电池体系低温职能,酿成电动汽车动力输出职能衰减和续驶里程删除。
其余,正在低温境况下充电容易正在负极外面变成锂浸积,金属锂正在负极外面积攒会刺穿电池隔阂酿成电池正负极短途,吓唬电池操纵安适,电动汽车电池体系低温充电安适题目极大的限制了电动汽车正在严寒地域的增添。 所以为了提升整车职能,使电池组阐述最佳的职能和寿命,就需求优化电池包的构造,计划或许适宜高温和低温的电动汽车电池包热执掌体系BTMS。
动力电池散热切磋可分为氛围散热、液冷散热、固体相变资料散热和热管散热等格式,现有重要散热手艺以前三种为主。
空冷式散热体系也叫风冷式散热体系。空冷式的散热格式最为大略,只需求让氛围流经电池外面带走动力电池所形成的热量,抵达对动力电池组散热的宗旨。
自然对流落热不依托外部附加的强制透风手腕(如加风机等),只是通过电池包内部流体本身因温度转折而形成的气流实行冷却散热的体系。
目今动力电池空冷式散热重要有串联式和并联式两种体系。但该种格式成果较差,且很难抵达较高的电池均温性。

动力电池的液冷式散热体系是指制冷剂直接或间接地接触动力电池,然后通过液态流体的轮回活动把电池包内形成的热量带走抵达散热成果的一种散热体系。
制冷剂可能是水、水和乙二醇的夹杂物、矿物质油和R134a等,这些制冷剂具有较高的导热率,可能抵达较好的散热成果。
目今动力电池的液冷手艺也具有了相当成熟的手艺,正在电动汽车的散热体系中也有了相对普及的行使,好比特斯拉电池包便是采用水和乙二醇的夹杂物的液冷格式散热,宝马i3采用R134a实行散热。
液冷式体系往往条件更庞杂的尤其厉苛的构造计划以抗御液态制冷剂的揭发以及保障电池包内电池单体之间的平均性,而液冷体系的庞杂构造也使得整套散热体系变得相等笨重,不光推广整车的重量,使得整车的累赘大大推广,并且同时因为其构造的庞杂性及高密封性使得液冷体系的保卫和珍惜相对穷苦,保卫本钱也相应推广。

相变资料式散热体系是以相变资料行动传热介质,使用相变资料正在产生相变时可能储能与放能的特质抵达对动力电池低温加热与高温散热的成果。但相变资料的热导率比力低,为了厘革资料的固有缺陷,人们向相变资料中填充少许金属资料,比方有些切磋中将很薄的铝板填充到相变资料中从而抵达提升热导率的宗旨。为了提升相变资料的热导率,又有人提出了向相变资料中填充碳纤维、碳纳米管等。

热管行动一种高效的导热原件,或许急速高效地把热能从一个地方输送到另一个地方,也便是或许把热量急速有用地正在两个物体间实行传输。
正在电动汽车的热执掌体系中,国表里许众学者也把热管这一导热原件行使到动力电池的散热中。与古代的强制对流落热体系比拟,正在引入热管的散热体系中,动力电池不光能庇护正在平常处事的温度界限内,并且各电池单体之间也或许仍旧温度的平均性,这是强制冷却散热体系所不行抵达的成果。但其质料和体积过大,存正在换热极限。

加热体系重要由加热元件和电途构成,此中加热元件是最紧张的部门。常睹的加热元件有可变电阻加热元件和恒定电阻加热元件,前者寻常称为PTC(positive temperature coefficient),后者则是寻常由金属加热丝构成的加热膜,譬如硅胶加热膜、挠性电加热膜等。

PTC因为操纵安适、热转换功效高、升温急速、无明火、自愿恒温等特性而被普及操纵。其本钱较低,关于目前价钱较高的动力电池来说,是一个有利的身分。然则PTC的加热件体积较大,会霸占电池体系内部较大的空间。绝缘挠性电加热膜是另一种加热器,它可能凭据工件的肆意样子弯曲,确保与工件密切接触,保障最大的热能通报。硅胶加热膜是具有柔和性的薄形面发烧体,但其需与被加热物体齐全亲近接触,其安适性要比PTC差些。
中国科学院工程热物理切磋所胡学功切磋员诱导的科研团队使用微槽群复合相变手艺告捷研制了逾越120 Wh/kg高能量密度的电动汽车电池包热执掌体系(BTMS)样机,微槽群复合相变手艺是使用微细标准槽群构造复合相变深化传热机理达成高强度传热,是目前国际上一种前辈的被动式微细标准相变深化传热手艺。该结果处置了电动汽车行业存正在的高能量密度电池成组单体之间难以仍旧均温性的手艺困难,其手艺目标优于特斯拉(电池单体间的温差≤±2℃),且本钱上风雄伟,处于电动汽车行业内领先秤谌。

从国家对电动汽车搀扶方一贯看,电动汽车电池包热执掌体系必定朝着轻量化,高比能和高均温性方面开展。科技部“十三五”策划中也提启程展基于整车一体化的电池体系的机-电-热计划,开垦前辈牢靠的电池执掌体系和紧凑、高效的热执掌体系,到2020年,应使单体电池之间的最大温差≤2℃,电池体系的比能量≥210Wh/kg。
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