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新能源汽車電池熱管理環節及方案

特普生科技 特普生科技 2023-01-09 14 726

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。

電池包用溫度傳感器

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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