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动力锂电池热智能管理系统的构成和设计过程

动力锂电池热智能管理系统的构成和设计过程

来源:
2021/08/26 14:29
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【摘要】:

  热管理系统的组成和设计过程

  电力是电动汽车的能源来源。在充放电过程中,电池本身会出现一定的热量,这会导致温度上升,这会影响很多电池的工作特性,如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电功率、电池寿命等。

  电池的热效应也会影响到汽车的功能和循环寿命,所以对电池的功能进行加热对于汽车的行驶寿命是非常重要的。

  接下来,与我们沟通电池热处理系统的规划流程,零件的类型和选择,热处理系统的功能和验证等。

  01

  对动力锂电池进行热处理是必要的

  1. 电池热代

  由于电池的阻抗,在电池的充放电过程中,电流通过电池,造成电池内部发热。否则,电池内部的电化学反应会产生一些热量。

  2. 温升对电池寿命的影响

  温度的升高会影响电池的日历寿命和循环寿命。

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  从上面两幅图可以看出,温度对电池的日历寿命有很大的影响。同一款电池,在环境温度为23℃时,6238天后剩余容量为80%,在55℃时,272天后剩余容量为80%。当温度升高32℃时,细胞日历寿命降低95%以上。因此,温度对日历寿命有很大的影响,温度越高,日历寿命下降越严重。

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  从以上两幅图可以看出,温度对电池的循环寿命也有很大的影响。对于同一型号电池,当剩余容量为90%时,25℃下的输出容量为300kWh,而35℃下的输出容量仅为163kWh。当温度升高10℃时,细胞周期缩短近50%。因此,温度对电池的循环寿命有很大的影响。

  因此,为了优化电池组的功能,需求规划热处理系统确保每个电池在合理的温度规划下运行。

  02

  热处理系统的分类和介绍

  不同的热处理系统,不同类型的构件结构,不同的重量,不同的系统成本和控制方法,使系统达到不同的功能。重要性分为五类:

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  1. 直接冷却系统

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  该直接冷却系统具有系统紧凑、重量轻、性能好等优点。但本系统为双蒸发器系统,系统无电池加热,无冷凝保护,制冷剂温度不易控制,制冷剂系统寿命短。

  2. 低温散热器冷却系统

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  散热器低温冷却系统是电池的一个独立系统,由散热器、水泵和加热器组成。该冷却系统具有系统简单、成本低、环境温度低、经济节能等优点。但该系统存在制冷功能低、夏季水温高、气候限制等缺点。

  直接冷却水冷却系统

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  直接冷水冷却系统具有系统紧凑、冷却功能好、工业应用规划广泛等优点。然而,系统的某些部分比直接冷却要冷得多,系统混乱,燃油经济性差,压缩机负荷高。这种冷却系统是电池最常用的热处理系统之一。

  4. 气冷/水冷混合冷却系统

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  空气/水冷却系统有两个关键部件:

  1)水冷式电池冷却器;

  2)气冷电池散热器。

  风冷/水冷混合冷却系统具有系统紧凑、性能好、在低温环境下经济节能等优点。但系统是混沌的,成本高,控制是混沌的,可靠性高。

  直接空气冷却系统

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  该系统使用低温驾驶舱内空气来冷却电池。

 

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