新能源电池热管理系统29页PPT
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新能源整车热管理(三):电池系统热管理动力电池作为新能源汽车的主要动力源,其对新能源汽车的重要性不言而喻。
在实际的车辆使用过程中,电池会的面临的使用工况复杂多变。
为了提高续航里程,车辆需要在一定的空间内布置尽可能多的电芯,因此车辆上电池包的空间非常有限。
电池在车辆运行过程中产生大量的热量且随着时间的累积在相对狭小的空间内内积聚。
由于电池包内电芯的密集堆放,也在一定程度上造成中间区域散热相对更困难,加剧了电芯间的温度不一致,其结果会降低电池的充放电效率,影响电池的功率;严重时还会导致热失控,影响系统的安全性和寿命。
动力电池的温度对其性能、寿命、安全性影响很大。
在低温下,锂离子电池会出现内阻增大、容量变小的现象,极端情况更会导致电解液冻结、电池无法放电等情况,电池系统低温性能受到很大影响,造成电动汽车动力输出性能衰减和续驶里程减少。
在低温工况下对新能源车辆进行充电时,一般BMS先将电池加热到适宜的温度再进行充电的操作。
如果处理不当,会导致瞬间的电压过充,造成内部短路,进一步有可能会发生冒烟、起火甚至爆炸的情况。
电动汽车电池系统低温充电安全问题在很大程度上制约了电动汽车在寒冷地区的推广。
电池热管理是BMS中的重要功能之一,主要是为了让电池组能够始终保持在一个合适的温度范围内进行工作,从而来维持电池组最佳的工作状态。
电池的热管理主要包括冷却、加热以及温度均衡等功能。
冷却和加热功能,主要是针对外部环境温度对电池可能造成的影响来进行相应的调整。
温度均衡则是用来减小电池组内部的温度差异,防止某一部分电池过热造成的快速衰减。
如表1所示,通常我们期望电池在20~35℃的温度范围内工作,这样能实现车辆最佳的功率输出和输入、最大的可用能量,以及最长的循环寿命。
表1 动力电池温度特性一般来说,动力电池的冷却模式主要分为风冷、液冷和直冷三大类。
风冷模式是利用自然风或者乘客舱内的制冷风流经电池的表面达到换热冷却的效果。
液冷一般使用独立的冷却液管路用来加热或冷却动力电池,目前此种方式是冷却的主流,如特斯拉和volt均采用此种冷却方式。