三元動力鋰電池組如何解決散熱問題？

來源：存能電氣  日期：2019-08-23 15:01  瀏覽量：次

　　三元動力鋰電池組如何解決散熱問題？動力三元鋰電池組是電動汽車的心臟，要耐得了高溫、防得了水、受得住凍。動力電池工作電流大，產(chǎn)熱量大，同時電池包處于一個相對封閉的環(huán)境，就會導(dǎo)致電池的溫度上升。那在這樣的高溫天氣下，動力電池能靜下“心”嗎？

　　一種是以特斯拉為代表的三元鋰電池組，它的能量密度更高，體積小重量輕，但是由于散熱是個大問題，所以它需要額外的空間和質(zhì)量安裝水冷散熱系統(tǒng)，并且安全性上不如鐵電池。

　　另外它的電池衰減比較快，大概800-1200次完全充電循環(huán)，就衰減20％。完全充電的意思是，只有0-100％充電才算一次，如果電量從50％-100％，算半次充電。按照續(xù)航里程300公里計算，達到更換標(biāo)準(zhǔn)在24萬-36萬公里之間，按照家用車每年行駛的里程，怎么說也要十幾年了。

　　三元動力鋰電池組如何解決散熱問題？

　　因為非水溶液電解質(zhì)本身易燃、易揮發(fā)，浸潤在電池內(nèi)部，也形成了電池的燃燒根源。因此上述兩種電池材料的工作溫度都不得高于60℃，但現(xiàn)在室外溫度已接近40℃，同時電池本身產(chǎn)熱量大，將導(dǎo)致電池的工作環(huán)境溫度上升，而如果出現(xiàn)熱失控，情況將十分危險了。為了避免變成“燒烤”，給動力鋰電池組散熱就尤為重要了。

　　鋰電池組散熱有主動和被動兩種，兩者之間在效率上有很大的差別。被動系統(tǒng)所要求的成本比較低，采取的措施也較簡單。主動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些，且需要更大的附加功率，但它的熱管理更加有效。

　　電解液是為了隔絕燃燒來源，隔膜是為了提高耐熱溫度，而散熱充分則是降低電池溫度，避免積熱過多引發(fā)電池?zé)崾Э亍Ｈ绻f電池溫度急劇升高到300℃，即使隔膜不融化收縮，電解液自身、電解液與正負(fù)極也會發(fā)生強烈化學(xué)反應(yīng)，釋放氣體，形成內(nèi)部高壓而爆炸，所以采用適合的散熱方式至關(guān)重要。

　　導(dǎo)致動力鋰電池組過熱的原因來自于電池的選型和熱設(shè)計的不合理，或者外短路導(dǎo)致電池的溫度升高、電纜的接頭松動等，應(yīng)該從電池設(shè)計和電池管理兩個方面來解決。

　　從電池材料設(shè)計角度，可以開發(fā)來防止熱失控的材料，阻斷熱失控的反應(yīng)；從電池管理角度，可以預(yù)測不同的溫度范圍，來定義不同的安全等級，從而進行分級報警。

　　動力鋰電池組風(fēng)冷結(jié)構(gòu)散熱方式

　　1、在動力鋰電池組一端加裝散熱風(fēng)扇，另一端留出通風(fēng)孔，使空氣在電芯的縫隙間加速流動，帶走電芯工作時產(chǎn)生的高熱量；

　　2、在電極端頂部和底部各加上導(dǎo)熱硅膠墊片，讓頂部、底部不易散發(fā)的熱量通過TIF導(dǎo)熱硅膠片傳導(dǎo)到金屬外殼上散熱，同時硅膠片的高電氣絕緣和防刺穿性能對鋰電池組有很好的保護作用。

　　以上就是解決三元動力鋰電池組散熱問題的方法，一般而言，熱失控發(fā)生之后，會往下傳播。總之，在熱失控擴展和抑制方面，研發(fā)人員要從安全保護設(shè)計和電池管理兩個方面著手。