电池热管理方案及应用分享

随着电动汽车的提高，电池热管理也越来越被注重，其好坏直接决议着电池寿命长短。思索到本钱及技术要素，各大主机厂都有本人的技术道路，风冷，液冷……

本文针对电池热管理的常见计划、优缺陷及应用停止分享。

1Prat 电池热管理概述

电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS)是电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要功用（电池参数监测、电池状态估量、在线毛病诊断、充电控制、自动平衡、热管理等）之一，经过导热介质、测控单元以及温控设备构成闭环调理系统，使动力电池工作在适宜的温度范围之内，以维持其优良的运用状态，用以保证电池系统的性能和寿命

2Prat 电池热管理的重要性

电池的热相关问题是决议其运用性能、平安性、寿命及运用本钱的关键要素。

1)电池能量与功率性能：温度较低时，电池的可用容量将疾速发作衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池停止充电，则可能引发霎时的电压过充现象，形成内部短路。

2)电池的平安性：消费制造环节的缺陷或运用过程中的不当操作等可能形成电池部分过热，并进而惹起连锁放热反响，最终形成冒烟、起火以至爆炸等严重的热失控事情。

3)电池运用寿命：电池的适合温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将惹起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其外表积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能呈现内部温度不均、部分温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命。

电池热管理系统是应对电池的热相关问题，主要功用包括：

1)散热：在电池温度较高时停止有效散热，避免产生热失控事故；

2)预热：在电池温度较低时停止预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和平安性；

3)温度平衡：减小电池组内的温度差别，抑止部分热区的构成，避免高温位置处电池过快衰减，以进步电池组整体寿命。

3Prat 电池热管理的计划

电池热管理计划主要分为风冷与液冷两大类，主要偏重于避免电池过热方面。

1：风冷

该技术应用自然风或风机，在电池包一端加装散热风扇，另一端留出通风孔，使空气在电芯的缝隙间加速活动，带走电芯工作时产生的高热量。风冷计划设计主要思索电池系统构造的设计， 风道， 风扇的位置及功率的选择， 风扇的控制战略等。风冷是以低温空气为介质，应用热的对流，降低电池温度的一种散热方式，分为自然冷却和强迫冷却(应用风机等)。

整车中的电池风冷流道

此外，另一种改良风冷计划是在电极端顶部和底部各加上导热硅胶垫片，让顶部、底部不易分发的热量经过导热硅胶片传导到金属外壳上散热，同时硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的维护作用。

采用气体（空气）作为传热介质的主要优点有：构造简单，质量轻，有害气体产生时能有效通风，本钱较低，无漏液风险；缺乏之处在于：与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢，效率低。

2：液冷

液体冷却技术经过液体对流换热，将电池产生的热量带走，降低电池温度。

动力电池液冷计划典型工作原理为：经过制冷剂回路（下图右侧）冷却电池冷却液（下图左侧），被冷却的电池冷却液流经电池内部流道，带走电池的热量，到达为电池降温的目的。

动力电池液冷计划表示图

由电池的冷却液计划表示图可知，冷却回路中心部件为紧缩机，chiller以及水泵。紧缩机作为制冷剂回路的动力源，是整个系统的冷量源头，决议着系统的换热才能。Chiller主要起到制冷剂与冷却液的热交流左右，其换热量的大小直接决议着冷却液的水温上下。水泵决议着冷却液流速，影响电池的换热性能。液冷计划设计主要思索冷却管道， 流场， 进出口冷却剂的流量、温度、压降。水泵及整车空调紧缩机的控制战略等。