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电池散热方案

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电池散热方案

概要:
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动力电池热管理方案
 
1. 热管理系统的功能
准确测量和监控电池的温度;
高温时有效散热,稳定电池组温度;
低温环境下对电池组快速、均匀加热;
保证电池组温度分布均匀; 
产生有害气体时有效通风。
 
2. 相变导热技术特性及参数
产品等温性好。经过优化的产品在300mm长度距离上传导50W功率温差只有0.5度。
等效导热系数高达8000-200000W/m·K
重量轻,只有同体积铝材的1/3
 
3. 热管理系统与相变导热技术的结合点
相变导热有良好等温性,测量使用相变导热技术的电池组外部的温度即可得知内部温度。测温更简单,更方便检测故障。
 
 
相变导热技术可以简化散热系统结构,提高可靠性与可维护性。
 
 
相变技术等温性好,低温环境下对电池加热时温度更均匀。
 
 
相变导热技术良好的等温性可以保证电池组温度均匀。
即使在个别电池出现故障大量发热时也能保证对其它电池的影响最小。
 
 
4. 常用的电池热管理系统
空冷方式的主要优点有:
结构简单,重量相对较小; 
没有发生液体泄漏的可能;
有害气体产生时能有效通风;
成本较低。
缺点在于空气与电池表面之间换热系数低,冷却能力弱,加热速度慢。
 
 
液冷系统相对于空气有着较高换热系数,可将电池产生的热量快速带走,达到有效降低电池温度的目的。
液体冷却主要分为直接接触和非直接接触两种方式。
液冷系统可以达到良好的效果,但其系统复杂,可靠性在各冷却方式中最低。
 
 
相变蓄能式热管理系统简单、可靠、节能,主要起到削峰填谷的作用,减小电池组的温度波动。多与其它热管理方式结合使用,作为补充。
 
 
相变导热式热管理系统具有换热效率高、 冷却效果显著和寿命长等特点。
相比风冷效果更好,相比液冷系统更简单、可靠易维护。
但该方案技术含量高,成本略高。
 
 
5. 应用相变导热技术的电池热管理解决方案
5.1 软包电池液冷系统方案
 
 
5.2 软包电池液冷换热系统
电池的热量经相变式传导片传递到液冷板再由冷却液带走
 
 
5.3 圆柱电池风冷系统方案
 
 
5.4 圆柱电池风冷换热系统
 
 
6. 圆柱电池风冷散热案例
 
 
 
第三循环周期充电结束时,电池的平均温度为39.01度,电池的最高温度为40.81度,电池的最大温差为4.15度,极耳的平均温度为41.93度。电池温度分布如下图(横向与纵向网格的每一个交叉点代表一个电池的位置):
 
 
本次测试结果整理表格如下:
 

循环周期

充电时间

循环期末电池平均温度

循环期末电池最高温度

循环期末电池最大温差

循环期末极耳平均温度

循环期末进出风温差

环境温度

22min

39.01

40.81

4.15

41.93

4.10

29.4

 
该系统散热能力满足使用要求。
 
 

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