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卖新能源汽车这么久,在解决客户的相关疑虑时会遇到各种各样的问题,比如有些北方的朋友会担心在老家用车因为天气寒冷导致电池续航衰减,这个问题也确实存在,按照目前技术确实还无法完全克服。
今天刚好看见小鹏汽车分享关于电池加热问题的分析文章,分享给大家参考一下(部分内容有所删减,想要看详细内容可以去X乎看看)。
电池热管理
其实电池最适宜的工作温度在15-40℃之间,但实际汽车的工作环境却非常宽广,零下20℃到55°C都很常见,目前解决的办法各种各样,但最主要目的是实现热管理的3个功能:
散热:温度过高时,电池容量会衰减,热失控风险增加,所以温度过高时需要散热。
加热:温度过低时,电池容量一样会衰减,若此时充电还会导致的内短路存在引发热失控风险,所以温度过低时需要加热(或保温)。
温度一致性:动力电池需要尽量保证电芯温度差越小越好。
低温环境对车辆和动力电池的影响非常大,低温会降低电池的放电能力从而影响续航里程,还会影响车辆的动力性,能量回收等。
目前几种主流的电池加热方式:
电池自然发热加热:利用电池自身工作充电、放电时产生的热量来提高电池的温度,这种加热方式效果慢,除了早期车型和低成本的车辆上,现在基本已经被主流厂商弃用。
鼓风加热:用外部的空调吹热风,从而达到对电池包内部进行温度控制,但这种技术需要对电池包内的风道进行严格设计,电池升温效果比较慢,如果设计不好还容易出现局部温度过高现象。
电池包内加热设备加热:加热系统主要由加热元件和电路组成,其中加热元件是最重要的部分。
常见的加热元件有可变电阻加热元件和恒定电阻加热元件,前者通常称为PTC(positivetemperaturecoefficient),后者则是通常由金属加热丝组成的加热膜,譬如硅胶加热膜、挠性电加热膜等。
PTC或者加热膜的方式,通常情况下,加热效果好,速度快。但是也会存在电池温升不均匀现象,与加热源靠的近的电芯温升会明显高于远离加热源的电芯。尤其是加热膜,是紧贴在电池模组表面进行加热。所以,对电池包内的散热结构也有一定的要求。
(常见的PTC和加热膜)
PTC由于使用安全、热转换效率高、升温迅速、无明火、自动恒温等特点而被广泛使用。其成本较低,对于目前价格较高的动力电池来说,是一个有利的因素。但是PTC的加热件体积较大,会占据电池系统内部较大的空间。
绝缘挠性电加热膜是另一种加热器,它可以根据工件的任意形状弯曲,确保与工件紧密接触,保证最大的热能传递。硅胶加热膜是具有柔软性的薄型面发热体,但其需与被加热物体完全密切接触,其安全性要比PTC差些。
液体循环加热:液冷的电池包因其加热效果好,散热分布均匀、安全可靠等特点,占据主流位置。
在电池包内结构上会设计利于散热的水道,将热量均匀地散发到电池包内部,达到电池温度的均匀上升。
(两种常见的电池液冷循环示意图)
(图中红色箭头部分是加热部分,外部大循环是电池包的降温部分)