动力电池热管理系统设计流程及关键技术

2018-03-30 10:43:33      来源:电池在线整理      编辑:田轶民      人气:

动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置,由一个或多个电池包以及电池管理(控制)系统组成。动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提

  动力电池系统指用来给电动汽车的驱动提供能量的一种能量储存装置,由一个或多个电池包以及电池管理(控制)系统组成。动力电池系统设计要以满足整车的动力要求和其他设计为前提,同时要考虑电池系统自身的内部结构和安全及管理设计等方面。

动力电池热管理系统设计流程及关键技术

  动力电池是电动汽车的能量来源,在充放电过程中电池本身会伴随产生一定热量,从而导致温度上升,而温度升高会影响电池的很多工作特性参数,如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。

  电池热效应问题也会影响到整车的性能和循环寿命,因此,做好热管理对电池的性能、寿命至整车行驶里程都十分重要。

  接下来,就从电池热管理系统及设计流程、零部件类型及选型、热管理系统性能及验证等几个方面来和大家聊一聊:

  一、动力电池热管理必要性

  1、电池热量的产生

  由于电池阻抗的存在,在电池充放电过程中,电流通过电池导致电池内部产生热量。另外,由于电池内部的电化学反应也会造成一定的生热量。

  2、温度升高对电池寿命的影响

  温度的升高对电池的日历寿命和循环寿命都有影响。

动力电池热管理系统设计流程及关键技术

动力电池热管理系统设计流程及关键技术

  从上面两个图可以看出,温度对电池的日历寿命有很大的影响。同样的电芯,在环境温度23℃,6238天后电池的剩余容量为80%,但是电池在55℃的环境下,272天后电池的剩余容量已经达到80%。温度升高32℃,电芯的日历寿命下降了95%以上。因此,温度对日历寿命的影响极大,温度越高日历寿命衰退越严重。

动力电池热管理系统设计流程及关键技术

动力电池热管理系统设计流程及关键技术

  从上面两个图可以看出,温度对电池的循环寿命也有很大的影响。同一款电芯,当剩余容量为90%,25℃温度下输出容量为300kWh,而35℃温度下的输出容量仅为163kWh。温度上升10℃ ,电芯的循环寿命下降了近50%。由此可见,温度对电池的循环寿命有很大的影响。

  因此,为了电池包性能的最优化,需要设计热管理系统确保各电芯工作在一个合理的温度范围内。

延伸阅读

  • 瑞士研发出世界上首个基于甲酸的燃料电池 2018-03-23 09:43

    在环保能源发展中,将氢气作为燃料是一个重点方向。氢气燃烧时不会产生污染物,环保性能优异,因此过去已研发出氢燃料电池等设备。但问题是氢气的体积能量密度非常低,要产生可实用的能量

  • 墨尔本理工大学开发的新型“质子”电池解读 2018-03-23 09:26

    如果我们稍微注意一下化学元素周期表我们就可以看到,在Li的上方还有一个更轻的元素——H元素。H元素是自然界中最轻,也是全宇宙中最为普遍的元素(不考虑H的同位素)。

  • 瑞士研究人员研发出世界上首个基于甲酸的燃料电池 2018-03-22 12:26

    甲酸可以由氢气和二氧化碳反应生成,也可通过化学反应让其释放出氢气,1升甲酸可生成590升氢气。甲酸在正常条件下呈液态,易于储存、运输和处理,且全球产量持续稳定

  • 核桃状多核壳结构负极材料 表现优异的电化学性能 2018-03-22 09:56

    最近,南京大学的金钟教授课题组设计了一种简便的两步方法(图1),合成了MnO颗粒填充的氮掺杂碳纳米胶囊(MnO@NC)材料,该材料呈现出核桃状多核壳结构,不仅提供了良好导电性和较短的离子扩散路径

  • 浅谈锂离子电池在热失控中的热量来源 2018-03-22 09:08

    虽然针对锂离子电池材料的热稳定的研究很多,但是针对全电池热稳定性的研究却并不多,近日清华大学的何向明课题组利用加速量热法ARC和差示扫描量热法DSC对采用不同材料的锂离子电池在热失控中的热量来源进行了研究。

  • 上海交大团队电池硅基负极研究获进展 2018-03-19 10:35

    硅具有很高的理论比容量和较低的氧化还原电极电势,被认为是下一代高能量密度锂离子电池最具潜力的负极材料之一。然而,它在循环过程中严重的体积变化,使电极结构松动和电子导电变差

  • 青岛能源所石墨炔掺杂提升钙钛矿电池性能研究获进展 2018-03-19 09:25

    作为新一代太阳能电池的代表,钙钛矿电池发展迅猛。器件界面性质对钙钛矿电池性能影响很大,显着影响着其载流子抽提和器件效率。目前钙钛矿电池器件性能的进一步提升

  • 河工大教授研发可锂电池提升电化学性质的复合正极材料 2018-03-19 09:08

    锂离子电池因其高能量密度被认为是最具有前景的储能方式之一,已经在电动汽车领域展开了商业化应用,继续提高锂离子电池的能量密度依然是研究者的不懈追求。

  • 熔盐储热与锂电池储能成本对比 2018-03-16 11:11

    熔盐是目前大型光热发电站使用最普遍的储热介质,高性价比的熔盐储热系统则是光热电站无需化石燃料辅助系统就可实现长时间稳定发电的重要保障。此外,除了用于光热发电

  • 科学家以糖为阳极基底发现可减少锂电池枝晶形成 2018-03-15 13:46

    糖或许是人类健康杀手,但它如今也被科学家用来当作防止锂金属电池阳极枝晶生成的基底材料,为下一代高能量密度候选代表锂金属电池的主要障碍提出了解决方法。

热门点击
最新更新