電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是應(yīng)對(duì)電池的熱相關(guān)問題,保證動(dòng)力電池使用性能、安全性和壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。
熱管理系統(tǒng)的主要功能包括:
●在電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱,防止產(chǎn)生熱失控事故;
● 在電池溫度較低時(shí)進(jìn)行預(yù)熱,提升電池溫度,確保低溫下的充電、放電性能和安全性;
●減小電池組內(nèi)的溫度差異,抑制局部熱區(qū)的形成,防止高溫位置處電池過快衰減,降低電池組整體壽命。
電池包(PACK)內(nèi)的溫度環(huán)境對(duì)電芯的可靠性、壽命及性能都有很大的影響,因此,使PACK內(nèi)溫度維持的一定的溫度范圍區(qū)間內(nèi)就顯示尤其重要。這主要是通過冷卻與加熱來實(shí)現(xiàn),這里我們對(duì)風(fēng)冷、液冷、直冷三種冷卻方式進(jìn)行簡單介紹。
風(fēng)冷
風(fēng)冷是以低溫空氣為介質(zhì),利用熱的對(duì)流,降低電池溫度的一種散熱方式,分為自然冷卻和強(qiáng)制冷卻(利用風(fēng)機(jī)等)。該技術(shù)利用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī),配合汽車自帶的蒸發(fā)器為電池降溫,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù),在早期的電動(dòng)乘用車應(yīng)用廣泛,如日產(chǎn)聆風(fēng)(Nissan Leaf)、起亞Soul EV等,在目前的電動(dòng)巴士、電動(dòng)物流車中也被廣泛采納。
液冷
液體冷卻技術(shù)通過液體對(duì)流換熱,將電池產(chǎn)生的熱量帶走,降低電池溫度。液體介質(zhì)的換熱系數(shù)高、熱容量大、冷卻速度快,對(duì)降低最高溫度、提升電池組溫度場一致性的效果顯著,同時(shí),熱管理系統(tǒng)的體積也相對(duì)較小。液冷系統(tǒng)形式較為靈活: 可將電池單體或模塊沉浸在液體中,也可在電池模塊間設(shè)置冷卻通道,或在電池底部采用冷卻板。電池與液體直接接觸時(shí),液體必須保證絕緣( 如礦物油) ,避免短路。同時(shí),對(duì)液冷系統(tǒng)的氣密性要求也較高。此外,就是機(jī)械強(qiáng)度,耐振動(dòng)性,以及壽命要求。
液冷是目前許多電動(dòng)乘用車的優(yōu)選方案,國內(nèi)外的典型產(chǎn)品如寶馬i3、特斯拉、通用沃藍(lán)達(dá)(Volt)、華晨寶馬之諾、吉利帝豪EV。
直冷
直冷(制冷劑直接冷卻):利用制冷劑(R134a等)蒸發(fā)潛熱的原理,在整車或電池系統(tǒng)中建立空調(diào)系統(tǒng),將空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器安裝在電池系統(tǒng)中,制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)并快速高效地將電池系統(tǒng)的熱量帶走,從完成對(duì)電池系統(tǒng)冷卻的作業(yè)。