電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計是提升鋰電池壽命的關(guān)鍵所在

來源：存能電氣  日期：2019-12-13 13:50  瀏覽量：次

　　電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計是提升鋰電池壽命的關(guān)鍵所在。對鋰電池系統(tǒng)進行熱管理是保證電池使用安全、延長電池使用壽命和提升電池系統(tǒng)性能不可或缺的環(huán)節(jié)。隨著近年來新能源車輛跨越式的發(fā)展，鋰電池單體的容量與尺寸逐漸增大、高功率運行工況逐漸增多，給鋰電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。

　　電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計是提升鋰電池壽命的關(guān)鍵所在

　　電池熱管理系統(tǒng)對于大多數(shù)高電力應(yīng)用和高溫電池來說是必要的，熱管理系統(tǒng)的目標是均衡電池之間的溫度、冷卻電池和在某些情況下加熱電池。在UPS系統(tǒng)中，均衡電池之間的溫度是熱管理系統(tǒng)中最重要的功能。

　　在一個含有整流器、逆變器的封閉的單元中，電池中的溫度梯度高是可能的。高溫和不同溫度在降低電池壽命中的差異。因此按鈕系統(tǒng)的設(shè)計對電池壽命有一定的影響。如果高強度電流的應(yīng)用和封閉的熱管理系統(tǒng)可以用來延長電池使用壽命。

　　對于熱管在鋰電池熱管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要作用是將熱量快速的從高溫體系中轉(zhuǎn)移出來，但要有相應(yīng)的散熱措施配合使用，給熱管提供良好的冷凝條件，才能夠正常發(fā)揮熱管的作用。因此熱管可以作為風冷、水冷等傳統(tǒng)熱管理系統(tǒng)的輔助增效措施。

　　電池熱管理系統(tǒng)的必要性

　　溫度對電池的壽命有很大的影響。同樣的電芯，在環(huán)境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環(huán)境下，272天后電池的剩余容量已經(jīng)達到80%。溫度升高32℃，電芯的壽命下降了95%以上，因此溫度對壽命的影響極大，溫度越高壽命衰退越嚴重。

　　1、電池熱量的產(chǎn)生：由于電池阻抗的存在，在電池充放電過程中，電流通過電池導(dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量，另外，由于電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)也會造成一定的生熱量。

　　2、溫度升高對電池壽命的影響：溫度的升高對電池的日歷壽命和循環(huán)壽命都有影響。

　　3、過低或過高溫度均會影響鋰電池性能和使用壽命，因而必須擁有熱管理系統(tǒng)。根據(jù)傳熱介質(zhì)的不同，電池熱管理系統(tǒng)可分為風冷、直冷與液冷，液冷相對直冷成本更低，冷卻效果也優(yōu)于風冷，具備主流應(yīng)用趨勢。

　　電池為電機供電、電機驅(qū)動負載，電池產(chǎn)生的熱量通過液冷循環(huán)與空調(diào)系統(tǒng)之間的換熱器實現(xiàn)冷卻液與制冷劑之間的熱量交換，然后通過空調(diào)系統(tǒng)傳到發(fā)動機艙，最后熱量被空氣帶走。

　　電池熱管理的主要功能包括：電池溫度的準確測量和監(jiān)控；電池組溫度過高時的有效散熱；低溫條件下的快速加熱；保證電池組溫度場的均勻分布；電池散熱系統(tǒng)與其他散熱單元的匹配。

　　電池的溫度直接影響了電池的安全性，因此電池的熱管理系統(tǒng)設(shè)計研究是電池系統(tǒng)設(shè)計中最關(guān)鍵的工作之一。必須嚴格按照電池的熱管理設(shè)計流程、電池的熱管理系統(tǒng)及零部件類型、熱管理系統(tǒng)的零部件選型及熱管理系統(tǒng)的性能評估等多個方面來進行電池系統(tǒng)熱管理的設(shè)計和驗證，才能保證電池的性能和安全性。