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动力锂电池冷却系统的技术路线

时间:2022-11-04 编辑:池龙新能源 游览:900次

电池组的散热效果不仅影响到电池的工作效率,而且还会对电池的使用寿命和安全性产生一定的影响。在充放电时,电池自身会产生一定的热量,使电池的温度升高。电动汽车的制冷系统包括驱动电机、车辆控制器和 DC/DC等组件,以及电力供应系统的电源和充电器的冷却。本文介绍了蓄电池的制冷系统。


目前,电动汽车的动力电池主要是由锂离子电池组成,其特性受温度变化的影响,且载重空间受限,需要大量的电池,且电池之间的联系非常紧密。在高速、低速、加速、减速等不同工况下,电池的放电频率不同,产生的热量也会随着时间的推移和空间的作用而发生变化,从而使电池组的工作环境温度发生变化。


电池组的散热效果不仅影响到电池的工作效率,而且还会对电池的使用寿命和安全性产生一定的影响。在充放电时,电池自身会产生一定的热量,使电池的温度升高要实现电池组的最优性能和使用寿命,就必须对电池组的结构进行优化、热管理、增加散热设备、控制电池工作温度。


主制冷系统
不同的热管理系统,不同的元件结构,不同的重量,不同的成本,不同的控制方法,都会导致不同的性能。在进行电池包热管理系统的选型时,必须综合考虑其制冷能力、车辆性能、空间等方面的要求,同时还要考虑到系统的稳定性和造价。
各种制冷设备的操作说明


1、空气冷却
目前,国内外对电池组的冷却方法有:空气冷却、液体冷却和热管冷却。目前,空气制冷依然是主流的制冷方式,空气制冷相对简单,但是制冷效率不高。
一种典型的空气冷却装置的工作原理


2、液体冷却
液冷具有更好的制冷作用,并能使电池组内的温度分布更加均匀,但液态制冷对电池组的密封性能有很高的要求,若使用水等导电性液体,则需要用水套将其与单体隔离,既会增加系统的复杂程度,又会降低制冷效率。
通常,冷却系统都是靠近电池组模块的,其工作原理与空调机的制冷原理类似,冷却系统由一根管道连接到一个单体单元,由管道中的冷却剂(通常为乙二醇)进行循环,将单体单元的热量抽走,冷却系统将乙二醇冷却,多余的热量由风扇排出体外,而乙二醇则循环到电池组件中,持续吸收着电池的热量。
一种典型的液体冷却装置的工作原理


3、热管工艺
热管技术能满足电池组的高温、低温两种工作条件,具有较强的反应速度和较好的温度均匀性,这是一种新型的电池组冷却方式,并在工业上得到了应用,但由于结构和尺寸的原因,至今尚未投入实际应用。
热管工艺原理图
从目前电动车的动力电池散热模式来看,风冷技术仍然是主流,特别是日本的电动车,大部分都是采用风冷。由于使用环境对电池性能的要求不断提高,因此液冷技术已经成为汽车厂商的首选选择,比如特斯拉,宝马等。目前,国内主要的电动汽车厂商已开始向液冷方向发展,在中长期内,液冷技术将成为主流。