新能源汽車對溫度變化較為敏感,合適的工作溫度區間在15℃-35℃。電池熱管理系統通過冷卻或加熱的方式對電池系統進行溫度控制,直接關系到電池的安全、性能及壽命。隨著技術的發展,新能源汽車的能量密度越來越高,電池容量越來越大,為縮短充電時間,快充和超級快充得到滲透。大電流快充帶來的是電池更大的發熱量和更高的能耗,電池熱管理系統的重要性因而更加顯著。
動力電池的熱管理包括低溫預熱、高溫散熱、阻燃隔熱等環節。電池溫度較低時需進行預熱,提升電池溫度至合適區間,確保低溫下電池的充電、放電性能。電池溫度較高時應進行有效散熱,防止產生熱失控事件。減少電池組內的溫度差異,不出現局部過熱現象,防止高溫位置處的電池過快衰減,降低電池組整體壽命。實現單體電池或模組之間的阻燃隔熱處理,延長電芯失火到PACK起火的時間。
環節 | 方案 | 原理 | 備注 |
低溫預熱 | 電池包內加熱 | 電池包內加熱設備加熱,包括PTC加熱 片,金屬絲加熱膜(如硅膠加熱膜,撓性也加熱膜等)、石墨烯加熱膜 | 加熱效果好,速度快,成本低,但存在電池溫升不均勾現象; PTC加熱片通常采用鋁制,存在與電池貼合不夠緊密情況導致熱量損失; 加熱膜貼合更緊密,但對電池色內的散熱結構有一定要求,安全性略差于PTC加熱片; |
流體循環加熱 | 在電池包內結構上,設計利于散熱的水道,使用單獨的電池包內PTC加熱液體,進行循環加熱 | 加熱效果好,散熱分布均勻,安全可靠,成 本相對較高 | |
高溫散熱 | 自然冷卻 | 沒有額外的裝置進行換熱 | 結構簡單,成本低,但散熱性能較弱 |
風冷 | 采用空氣作為換熱介質,被動風冷直接采用外部空氣換熱,主動風冷可預先對外部空氣進行加熱或冷卻后再進入電池系統 | 成本低,系統簡單,但系統密封性差,導致升溫效率低,同時無法有效均衡溫度 | |
液冷 | 采用冷卻液(比如乙二醇等)作為換熱介質,方案中一般會有不同四路 | 通過制冷和換熱兩條回路在滿足功能型需求上有一定優勢,在換熱能力、換熱一致性、 PACK 密封性等方面都有不錯表現,但成本高 | |
直冷 | 采用制冷劑(相變材料)作為換熱介質 | 降溫效果最好,但無法通過相變材料加熱, 且對系統控制的要求比較高 | |
阻燃隔熱 | 泡棉 | 在采用獻包的企業應用較多 | 同時起到緩沖和隔熱效果 |
氣凝膠 | 在方形電芯之間應用較多 | 安全性高,但成本也較高 |
特普生,成立于2011年,是國家高新技術、專精特新企業。主要研制NTC芯片、熱敏電阻、溫度傳感器、儲能線束、儲能CCS集成采集母排、儲能模組鋁巴等溫度采集產品系列。一體化研制、一致性品質的特普生,競爭力優勢明顯:自主研制NTC芯片核心技術及實現醫用0.3%精度;專利百項,保留不公開技術2項;為全球新能源產品、大消費品與工業品提供了定制化的溫度采集技術。
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