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动力锂电池热管理系统的组成和设计过程
动力锂电池热管理系统的组成和设计过程
  • 发布时间:2020-12-15 14:25

动力锂电池热管理系统的组成和设计过程

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动力锂电池热管理系统的组成和设计过程


动力锂电池是电动汽车的能源来源。电池在充电和放电过程中,本身会出现一定的热量,这将导致温度上升,这将影响许多电池的工作特性,如内阻、电压、SOC,可用容量、充放电功率和电池寿命。


电池的热效应问题也会影响到汽车的功能和循环寿命,因此对电池的功能进行热处理,对汽车的行驶寿命非常重要。


接下来,从电池热处理系统的规划过程、零件类型及选型、热处理系统的功能及验证等方面与我们进行交流:


01


对动力锂电池进行热处理是必要的


1.电池热代


由于电池的阻抗,在电池的充放电过程中,电流通过电池,导致热量在电池内部出现。否则,因为电池内部的电化学反应也会出现一定的热量。


2.温升对电池寿命的影响


温度的升高对电池的日历寿命和循环寿命有影响。


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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。关于同一电池,在环境温度为23℃时,电池6238天后的剩余容量为80%,而在55℃时,电池272天后的剩余容量为80%。当温度新增32℃时,细胞的日历寿命减少95%以上。因此,温度对日历寿命影响较大,温度越高,日历寿命下降越严重。


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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。关于同一类型的电池,当剩余容量为90%时,25℃时的输出容量为300kWh,而35℃时的输出容量仅为163kWh。当温度升高10℃时,细胞周期寿命降低近50%。因此,温度对电池的循环寿命有很大的影响。


因此,为了优化电池组的功能,需求规划热处理系统确保每个电池在合理的温度规划下运行。


02


热处理系统的分类和介绍


不同的热处理系统,零件结构的不同类型,不同的重量和不同的系统成本及控制方法,使系统到达的功能不相同。重要有五类:


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1.直接冷却系统


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直接冷却系统具有系统紧凑、重量轻、性能好等优点。但本系统是双蒸发器系统,系统没有电池加热,没有冷凝保护,制冷剂温度不易控制,制冷剂系统寿命短。


2.低温散热器冷却系统


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低温散热器冷却系统是电池的一个独立系统,由散热器、水泵和加热器组成。该冷却系统具有系统简单、成本低、环境温度低、经济节能等优点。但该系统具有降温功能低、夏季水温高、利用气候制约等缺点。


3.直接冷却水冷却系统


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直冷水冷却系统具有系统紧凑、冷却功能好、工业应用规划广泛等优点。然而,该系统的部分比直接冷却冷得多,系统混乱,燃油经济性差,压缩机负荷高。这种类型的冷却系统是最常用的电池热处理系统之一。


4.风冷/水冷混合冷却系统


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空/水冷却系统有两个关键部分:


1)水冷式电池冷却器;


2)气冷式电池散热器。


风冷/水冷混合冷却系统具有系统紧凑、性能好、低温环境下经济节能等优点。但该系统混乱,成本高,控制混乱,可靠性要求高。


5.直接空气冷却系统


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该系统使用低温驾驶舱空气来冷却电池。


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