有关动力锂电池热管理系统之热特性参数的详解铸铝

环境污染问题的日渐突出，使得清洁能源成为大势所趋。汽车、轮船、飞机等运输工具的能源消耗占据大量比例。这类移动产品的正常使用，均离不开储能电池。当前，新能源汽车的需求迅速上升。而作为能量存储单元，电池的性能和使用寿命直接决定了电动汽车的性能和成本，如何提高电池的性能和寿命成为电动汽车的研究重点。目前，电动汽车辆上使用的动力锂电池多为锂离子电池，且是由多个单体电池通过串并联方式组成电池组，通常，又称为电池包。锂离子电池在进行充放电时，内部将出现大量的热量。假如散热不及时，会导致电池局部温度快速上升，电池使用寿命大大缩短，严重时甚至会造成电池热失控，汽车发生爆燃。温度上升，电池内阻减小，电池效率提高。但温度的升高，又会加速电池内部有害化学反应速率，进而破坏电池。一般来说，温度上升10℃，化学反应速率新增一倍。下图是实验获得的几种典型电池在不同温度、不同循环次数下的电池容量变化。Ni-MH电池在45℃条件下工作时，其循环寿命缩短60%;高倍率充电时，温度每上升5℃，其电池寿命衰减一半。Ni-MH电池的最佳工作温度范围为20~40℃；关于铅酸电池，是25~45℃。Ramadass等人对索尼18650(容量1.8Ah)Li-ion电池的循环性能进行了研究，电池在25℃和45℃时工作800个循环之后，电池容量分别下降31%和36%；当工作温度为50℃时，600个循环后电池容量下降60%；工作温度为55℃时，500个循环之后，容量下降70%。当动力锂电池温度过低时，电池的容量和寿命同样会极大衰减。可能的原因包括电解液受冻凝固等。关于部分地区，冬季气温常低于-20℃，电池基本不能放电或放电深度较浅。

1电池热管理系统的目标

为保证电动汽车的动力性能及安全性，电池系统的热管理有以下几个目标：

保证单体电池处于适宜的工作温度范围，能够在高温环境中将热量及时转移、低温环境中迅速加热或者保温；

充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

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