解決方案
方案概述
散熱管理系統(tǒng)的重要性
電池的熱相關(guān)問(wèn)題是決定其使用性能、安全性、壽命及使用成本的關(guān)鍵因素。首先，鋰離子電池的溫度水平直接影響其使用中的能量與功率性能。溫度較低時(shí)，電池的可用容量將迅速發(fā)生衰減，在過(guò)低溫度下(如低于0°C)對(duì)電池進(jìn)行充電，則可能引發(fā)瞬間的電壓過(guò)充現(xiàn)象，造成內(nèi)部析鋰并進(jìn)而引發(fā)短路。其次，鋰離子電池的熱相關(guān)問(wèn)題直接影響電池的安全性。生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的缺陷或使用過(guò)程中的不當(dāng)操作等可能造成電池局部過(guò)熱，并進(jìn)而引起連鎖放熱反應(yīng)，最終造成冒煙、起火甚至爆炸等嚴(yán)重的熱失控事件，威脅到車輛駕乘人員的生命安全。另外，鋰離子電池的工作或存放溫度影響其使用壽命。電池的適宜溫度約在10~30°C之間，過(guò)高或過(guò)低的溫度都將引起電池壽命的較快衰減。動(dòng)力電池的大型化使得其表面積與體積之比相對(duì)減小，電池內(nèi)部熱量不易散出，更可能出現(xiàn)內(nèi)部溫度不均、局部溫升過(guò)高等問(wèn)題，從而進(jìn)一步加速電池衰減，縮短電池壽命，增加用戶的總擁有成本。
解決方案
新能源汽車解決方案
散熱管理系統(tǒng)的重要性電池的熱相關(guān)問(wèn)題是決定其使用性能、安全性、壽命及使用成本的關(guān)鍵因素。首先，鋰離子電池的溫度水平直接影響其使用中的能量與功率性能。溫度較低時(shí)，電池的可用容量將迅速發(fā)生衰減，在過(guò)低溫度下(如低于0°C)對(duì)電池進(jìn)行充電，則可能引發(fā)瞬間的電壓過(guò)充現(xiàn)象，造成內(nèi)部析鋰并進(jìn)而引發(fā)短路。其次，鋰離子電池的熱相關(guān)問(wèn)題直接影響電池的安全性。生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的缺陷或使用過(guò)程中的不當(dāng)操作等可能造成電池局部過(guò)熱，并進(jìn)而引起連鎖放熱反應(yīng)，最終造成冒煙、起火甚至爆炸等嚴(yán)重的熱失控事件，威脅到車輛駕乘人員的生命安全。另外，鋰離子電池的工作或存放溫度影響其使用壽命。電池的適宜溫度約在10~30°C之間，過(guò)高或過(guò)低的溫度都將引起電池壽命的較快衰減。動(dòng)力電池的大型化使得其表面積與體積之比相對(duì)減小，電池內(nèi)部熱量不易散出，更可能出現(xiàn)內(nèi)部溫度不均、局部溫升過(guò)高等問(wèn)題，從而進(jìn)一步加速電池衰減，縮短電池壽命，增加用戶的總擁有成本。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是應(yīng)對(duì)電池的熱相關(guān)問(wèn)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：1)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;2)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;3)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(guò)快衰減，降低電池組整體壽命。
Tesla Roadster的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
Tesla Motors公司的Roadster純電動(dòng)汽車采用了液冷式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。車載電池組由6831節(jié)18650型鋰離子電池組成，其中每69節(jié)并聯(lián)為一組(brick)，再將9組串聯(lián)為一層(sheet)，最后串聯(lián)堆疊11層構(gòu)成。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的冷卻液為50%水與50%乙二醇混合物。
圖 1.(a)是一層(sheet)內(nèi)部的熱管理系統(tǒng)。冷卻管道曲折布置在電池間，冷卻液在管道內(nèi)部流動(dòng)，帶走電池產(chǎn)生的熱量。圖 1.(b)是冷卻管道的結(jié)構(gòu)示意圖。冷卻管道內(nèi)部被分成四個(gè)孔道，如圖 1.(c)所示。為了防止冷卻液流動(dòng)過(guò)程中溫度逐漸升高，使末端散熱能力不佳，熱管理系統(tǒng)采用了雙向流動(dòng)的流場(chǎng)設(shè)計(jì)， 冷卻管道的兩個(gè)端部既是進(jìn)液口，也是出液口，如圖 1(d)所示。電池之間及電池和管道間填充電絕緣但導(dǎo)熱性能良好的材料(如Stycast 2850/ct)，作用是：1)將電池與散熱管道間的接觸形式從線接觸轉(zhuǎn)變?yōu)槊娼佑|;2)有利于提高單體電池間的溫度均一度;3)有利于提高電池包的整體熱容，從而降低整體平均溫度。
通過(guò)上述熱管理系統(tǒng)，Roadster電池組內(nèi)各單體電池的溫度差異控制在±2°C內(nèi)。2013年6月的一份報(bào)告顯示，在行駛10萬(wàn)英里后，Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%~85%，而且容量衰減只與行駛里程數(shù)明顯相關(guān)，而與環(huán)境溫度、車齡關(guān)系不明顯。上述結(jié)果的取得依賴電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的有力支撐。
特斯拉電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)散熱原理
HEAT DISSIPATION PRINCIPLE OF BATTERY HEAT MANAGEMENT SYSTEM
芯酷科技熱解決方案確保您的汽車電池性能更穩(wěn)定，讓您的電池包壽命周期更長(zhǎng)，讓您的電池包發(fā)揮最佳性能。
散熱原理：電池工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，由導(dǎo)熱硅膠片將熱傳遞到水冷管上，水冷管再傳給冷卻液，水冷管里的液體在電池組內(nèi)流動(dòng)將熱帶走。
國(guó)內(nèi)某知名汽車廠商電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)散熱原理
散熱原理：利用風(fēng)扇主動(dòng)散熱，由風(fēng)扇供風(fēng)，風(fēng)朝電池流道吹去，將電池組內(nèi)部熱帶走。
散熱原理：因電池組內(nèi)部溫度差未控制在5℃以內(nèi)，將電池組上下均貼一塊導(dǎo)熱硅膠片，硅膠片再將溫度導(dǎo)向外面的鋁殼，整個(gè)電池模組溫度差控制在5℃以內(nèi)，達(dá)到了電池組設(shè)計(jì)的要求，使電池組壽命更長(zhǎng)，行車過(guò)程中性能更穩(wěn)定。
散熱原理：電池組采用被動(dòng)散熱，將電池組與鋁散熱器之間貼上一塊導(dǎo)熱硅膠片，硅膠片將溫度傳到鋁散熱器上，鋁散熱器再與空氣進(jìn)行熱交換
