電池?zé)峁芾砦墨I(xiàn)綜述-文庫(kù)吧資料
2025-04-13 21:55本頁(yè)面
【正文】 主熱交換器，小循環(huán)串聯(lián)加熱單元和制冷單元。這種結(jié)構(gòu)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|，提高了熱傳導(dǎo)速率，同時(shí)也提高了電池包的整體熱容，從而降低整體平均溫度。圖三圖三是Tesla Roadster的液冷電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，冷卻管道內(nèi)部被分成四個(gè)孔道，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。傳熱介質(zhì)和電池模塊壁之間進(jìn)行傳熱的速率主要取決于液體的熱導(dǎo)率、粘度、密度和流動(dòng)速率。若液體與模塊間采用傳熱管、夾套等，傳熱介質(zhì)可以采用水、乙二醇、油、甚至制冷劑等。在一般工況下空冷即可以滿足動(dòng)力鋰電池的散熱需求，但在復(fù)雜工況下液冷比空冷性能更佳。這種結(jié)構(gòu)雖然增加了兩個(gè)互相耦合的周期性開(kāi)閉的開(kāi)關(guān)以及對(duì)應(yīng)的控制單元，但是散熱效果還是有很大的提高。圖二Rajib Mahamud等為了提高溫度的一致性以及散熱性能采用了如圖二所示的往復(fù)式空冷的熱管理方法，用二維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模型分析了的單體電池電池和一個(gè)流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模型的熱模型。得出結(jié)論電池組內(nèi)溫度能保持在MH/Ni電池最佳工作溫度范圍內(nèi)，溫差小于5℃,系統(tǒng)冷卻效果良好。圖一朱曉彤等采用數(shù)值模擬的方法,研究了電動(dòng)汽車實(shí)際鎳氫電池組結(jié)構(gòu)熱管理的通風(fēng)冷卻效果。空氣的流道可分為串聯(lián)式和并聯(lián)式通道。即用空氣作為傳熱介質(zhì)的冷卻形式，也分自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種，自然對(duì)流很明顯不能滿足能量密度越來(lái)越高的鋰電池散熱需求。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)還要考慮余熱利用、適應(yīng)較寬的環(huán)境條件（極熱工況及極冷工況）、在電池?fù)p壞產(chǎn)生有害氣體的時(shí)候能提供通風(fēng)熱管理系統(tǒng)可采用各類傳熱介質(zhì)：空氣、液體（水、乙二醇甚至制冷劑）、絕熱材料、相變材料（石蠟中填充金屬材料，石墨中充填PCM，PCM中添加碳纖維）或其他混合介質(zhì)；電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)按照能量提供的來(lái)源分為被動(dòng)式冷卻和主動(dòng)式冷卻， 其中只利用周圍環(huán)境冷卻的方式為被動(dòng)式冷卻， 組裝在系統(tǒng)內(nèi)部的、能夠在低溫情況下提供熱源或者在高溫條件下提供冷源， 主動(dòng)元件包括蒸發(fā)器、加熱芯、電加熱器或燃料加熱器等的方式為主動(dòng)式冷卻。 第3 章 BTMS 傳熱冷卻方式電池?zé)峁芾淼哪繕?biāo)是為電池模塊提供一個(gè)合理且均勻的工作環(huán)境溫度。溫度過(guò)高或者過(guò)低都不利于動(dòng)力電池的性能發(fā)揮。同時(shí)低溫條件下鋰電池的充放電效率都會(huì)迅速降低（磷酸鐵鋰電池10℃時(shí)，放電/充電效率 90%以上；10℃時(shí)，放電效率 65%，充電效率 83%；而20℃時(shí)，放電效率降至60%，充電效率降至 53%）。鋰電池的最佳工作范圍是 20～40℃，電池模塊間的溫度差不超過(guò)5℃電池溫度（電解液溫度）升高，電池內(nèi)阻降低電池效率有所提高，但是電化學(xué)反應(yīng)速率加快，陰陽(yáng)極板上的活性物質(zhì)即會(huì)劣化，并腐蝕陽(yáng)極格子，而縮短電池壽命。電池的平均產(chǎn)熱速率(W)= 產(chǎn)生的熱量(J)/ 循環(huán)時(shí)間(s),則由以下公式表示：V=Q/t第2章 鋰電池的溫度特性電池組內(nèi)部的所有電池模
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