新能源汽车应用
近年来,世界各国政府、组织及企业事业单位认识到低碳节能和绿色出行是未来汽车发展的主题,因此,大力发展采用清洁能源驱动的“低污染”甚至是“零污染”的电动汽车对我国节能减排、降低环境污染具有重大意义。
电池作为储能装置元件,是电动汽车的关键部件,它在充放电过程中产生大量的热量引起电池模块内部的单体电池出现热失控现象,使得各个单体电池之间产生非常严重的不均衡温度分布,从而造成单体电池之间的性能不匹配,则会对电池的性能、使用寿命以及使用的安全性产生影响。根据文献及研究分析,锂电池衰减机理表明锂离子电池在40℃的环境下工作与常温下工作时的寿命基本一致,但在超过45℃以上的温度下,随着工作温度升高,锂电池初始容量会不断衰减,当工作达到55℃时,电池容量就只有初始容量的70%。因此锂电池理想工作温度为20℃~40℃,如果需要锂电池在恒定的温度下工作,必须构建完善的冷却系统。
目前国内外电动汽车电池组的冷却方式上主要有以下几种:空气冷却、液体冷却、热管冷却。
散热原理:
风冷根据有无外加冷却装置分为自然对流冷却和强迫空气对流冷却,风冷主要依靠空气的对流带走电池本身的热量从而达到冷却降温的目的。
随着电动汽车的发展,传统风冷已经不能满足散热需求,因此需要采用液冷板散热方案;由于液冷方案需要将电芯的热量借由液冷系统带出,因此电芯与冷板间的热传导十分关键;TIM的选型决定了电芯热量导出至液冷系统的效果,对电池包整体的工作性能十分重要。
任何外表上看来接触良好的两物体,直接接触的实际面积只是交界面的一部分,其余部分都是缝隙。热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传递。空气为热的不良导体;阻碍了热的传递。
热传导间隙填充材料是填充两个粗糙和不平整面之间的空气间隙,由于材料的热传导率比空气要大得多,减少热量的阻碍,热量从发热件通过热传导材料传导到散热件上,从而降低了温度提高了发热件使用寿命。
散热原理:
内置水冷管电芯可利用导热垫的导热特性将电芯热量传导至水冷管进行散热,已达到降低电芯温度、均衡电芯之间的温度。