動力磷酸鐵鋰電池包熱管理系統設計介紹

來源：存能電氣  日期：2019-06-17 15:49  瀏覽量：次

　　動力磷酸鐵鋰電池包熱管理系統設計介紹。磷酸鐵鋰電池包長期在過高溫度下運行，壽命將受到嚴重影響。溫度過高，鋰電池存在損壞以及熱失控的風險。一旦保護膜開始溶解，工作以外的自生熱過程就此開啟，電池進入了熱失控預備階段。

　　動力磷酸鐵鋰電池包熱管理系統設計

　　熱管理系統，通過對磷酸鐵鋰電池包系統施加加熱或者散熱的手段，調節鋰電池包的工作溫度，盡量使得溫度環境處在鋰電池最適宜的范圍，以最大化發揮電池組的能力，延緩電池老化。

　　熱管理系統主要有三種形式。空氣介質熱管理系統，液體介質熱管理系統，相變材料熱管理系統。

　　動力電池是電動汽車的能量來源，在充放電過程中電池本身會伴隨產生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多工作特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。

　　電池熱效應問題會影響到整車性能和循環壽命，因此，做好熱管理對鋰電池包的性能、壽命至整車行駛里程都十分重要。

　　熱管理系統的主要功能

　　1）散熱

　　在磷酸鐵鋰電池溫度較高時進行有效散熱，防止產生熱失控事故；

　　2）預熱

　　在電池溫度較低時進行預熱，提升電池溫度，確保低溫下的充電、放電性能和安全性；

　　3）溫度均衡

　　減小動力鋰電池包內的溫度差異，抑制局部熱區的形成，防止高溫位置處電池過快衰減，以提高電池組整體壽命。

　　動力鋰電池包熱管理必要性

　　1、電池熱量的產生

　　由于電池阻抗的存在，在電池充放電過程中，電流通過電池導致電池內部產生熱量。另外，由于電池內部的電化學反應也會造成一定的生熱量。

　　2、溫度升高對電池壽命的影響

　　溫度的升高對動力鋰電池包的壽命都有影響。

　　溫度對電池的壽命有很大的影響。同樣的電芯，在環境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環境下，272天后電池的剩余容量已經達到80%。溫度升高32℃，電芯的日歷壽命下降了95%以上。因此，溫度對鋰電池包壽命的影響極大，溫度越高電池壽命衰退越嚴重。

　　研究表明，鋰電池的最佳使用溫度是0°C-40°C，當受到外界環境的影響，電動汽車磷酸鐵鋰電池包內的溫度落在這個區間之外時，電動汽車電池的壽命和容量就會打折扣，同時當溫度過高時，鋰電池可能會發生“熱失控”，從而造成電池包冒煙、起火甚至爆炸等嚴重的熱失控事件，威脅到車輛駕乘人員的生命安全。

　　因此，當外界環境的溫度低于0°C時，目前高端電動汽車普遍采用對鋰電池啟動前進行預熱的做法。對于外界環境以及電池包內溫度過高的情況，主要采用的散熱設備來輔助電池包散熱。總之，為了保證動力電池使用性能、安全性和壽命，電動汽車鋰電池包中的熱管理系統也是電動汽車關鍵技術之一。