電池低溫充電熱管理的案例
純電動汽車動力電池低溫充電熱管理試驗研究
隨著電動汽車市場從一線及大中型城市向中小城市不同氣候地區延伸，需要滿足高溫、低溫以及一些較惡劣環境工況的使用要求。對于用戶而言，汽車動力電池低溫充放電受限問題的影響尤其明顯。要滿足低溫環境中車輛動力電池使用需求，首先要解決低溫充電功率小、充電速度慢、充電容量低的問題，這對純電動車輛電池及其熱管理系統提出了更高的要求。
1 電池低溫性能
某型號動力電池電芯，75%SOC電量，放置在80～－40℃可調的溫箱中進行測試，先將電芯保溫24h，使其溫度達到60℃，然后讓電芯從60℃逐級降到－30℃，測其直流內阻(DCIR)從1.5mΩ升至13.5mΩ，后半段電芯DCIR上升速率非常大，如圖1所示，隨著溫度逐步降低，其直流內阻將快速增加。
在低溫環境中，動力電池電芯隨著溫度的不斷降低，其充放電能力將快速下降，電池充放電容量也將快速減少。如圖2所示，控制充電截止電壓3.4V不變，測試某型電芯在不同低溫下的充電容量:在0℃時，由于電芯DCIR增大，充電容量下降到常溫(25℃)的95%，且比常溫充電時間長約0.15h;而在低溫－10℃時，由于電芯DCIR進一步增大，充電容量僅達常溫(25℃)的75%，且比常溫充電時間長約0.35h。
另外，低溫充電時，電池負極表面還容易析出金屬鋰，循環充電過程中，鋰金屬不斷循環生長，最終會刺穿電池隔膜，造成電池內部短路，不僅對電池造成永久性損傷，還會誘發電池熱失控，導致其使用安全性大大降低。
因此，實際車輛使用過程中，為確保充電的安全性，車輛BMS常采用低溫充電控制策略保護動力電池，即較常溫而言，降低充電電流和充電功率延長充電時間，一般為常溫充電時長的兩倍以上，且充電電量僅能達到常溫充電的60%～80%。
2 熱管理方案優化及驗證
某車型原采用PTC水加熱方式對動力電池進行加熱，如圖3所示。
展開 電池熱管理（一） - 熱管理的重要性與新參數CCC
熱管理的重要性
近年來電動汽車電池組的成本迅速下降，這主要是由于規模效益和更高效的制造工藝造成的。但電動汽車與內燃機汽車相比，購買價格仍顯昂貴。為了電動汽車市場更進一步，電動汽車的價格需要變得更加實惠。
由于電池是新增成本的大頭，因此，電池行業專注于如何降低電池成本，全球以美元/千瓦時 (US$/kWh) 作為價格通用衡量標準。其中，電池壽命對成本的影響往往被忽視，從而忽視了該行業的一項重要增長戰略。實際上，通過延長電池壽命，可以從電池本身提取更多價值，補償前期成本，從而降低整體生命周期成本。
延長電池壽命不僅會影響生命周期成本，還會影響電池在整個生命周期中對環境的影響，提高了材料資源效率，并減輕了鋰和鈷等關鍵原材料供應鏈的壓力。
那么如何延長電池壽命？有充分證據表明，更有效的熱管理策略可降低運行中鋰離子電池的降解率，從而延長電池組的使用壽命。
革命性新參數 —CCC
可以說，當前主流的電池熱管理系統是次優的。“Surface Cooling”在電動汽車市場占據主導地位，現有研究表明，如果在電池組設計中有效地實施所謂“Tab Cooling”，鋰離子電池的壽命可以延長三倍。什么意思呢？通俗的講，現有電池冷卻僅僅在電池包外輪廓，并沒有深入每塊電池單元。
電池熱管理的難度很大的一個原因是，各家鋰離子電池的形狀和尺寸有很大差異，所以基于此開發的電池包熱性能出現相當大的差異，當內部發熱升高溫度時電池的表現也各不相同。
另一個難點是，沒有定義熱性能的標準。電池工程師可以引用有效熱導率、熱阻值或比奧數等參數，但這些參數沒有考慮鋰離子電池本身產生的內部熱量。可以說它們在概念上存在缺陷。此外，這些指標非常難以計算，需要的信息永遠不會出現在數據表中，因為這是電池制造商的秘密。業內的利益相關者于是陷入困境，無法比較不同的熱管理方法以找到最適合他們要求的方法。
展開 基于鋰電池冷空氣通道的相變材料被動電池熱管理系統的熱性能增強
在替代傳統車輛內燃機的現有選擇中，電力驅動的動力總成，包括電動機和機電電池似乎是最有前途的。
電池熱管理系統分為有源 TMS、無源 TMS 和混合 TMS。被動熱管理系統，如熱管或受益于相變材料 (PCM) 的系統，可以在不消耗任何能量的情況下控制電池溫度。然而，它們的冷卻能力有限，這意味著它們的可靠性不能滿足汽車傳熱工程師的要求。另一方面，利用主動式 TMS 可以達到更大的冷卻能力，但要達到這一目的，需要消耗大量能量。此外，創建均勻的溫度分布被認為是對這些 TMS 的大膽挑戰。在混合動力電池熱管理系統中，結合了主動和被動TMS的優點，并試圖盡可能地由另一方的角色來彌補缺點，然而，當前對這種電池熱管理系統的研究很少。
02
成果掠影
近期，伊朗科技大學汽車工程學院G.R. Molaeimanesh團隊研究出一種混合動力電池熱管理系統（BTMS），基于相變材料的主動熱管理系統（TMS）和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內，同時與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果，并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個研究中，該團隊對具有三種不同冷卻管道結構和三種不同冷氣流壓力差的九個案例進行了模擬和研究。結果表明，即使在最壞的情況下，溫度的升高也是安全的、可接受的，并且對于熱管理考慮來說足夠平穩。電池的最高溫度從未超過 314 K，顯示出所提出的混合 BTMS 的完美能力。此外，人們可以注意到入口空氣越強大流或通過 PCM 體積的冷卻管道越長，電池表面溫度越低。此外，在所有模擬情況下，電池模塊內電池的最大溫差不超過 1.6 °C，證明了所提出的混合 BTMS 在電池組內創造均勻溫度分布方面的出色能力。
展開 科普時刻 | 無線充電熱管理：挑戰與解決方案
系統效率分析：對無線充電器的磁、熱及電源電子方面進行考量，有助于評估系統性能，從而可為消費者帶來更快速的充電體驗。
在考慮材料選擇、組件布置和外殼類型等不同熱管理選項時，設計人員有很多選擇。利用無線充電器設計仿真，電子設計人員不僅可驗證其熱管理策略，而且還可在執行原型設計之前優化其設計。Ansys Maxwell、Ansys Icepak和Ansys Granta等仿真軟件，可幫助設計人員了解每種選擇將對他們各種性能場景的目標產生何種影響。
無線充電器熱管理的未來是什么？
熱管理可使我們的設備在充電時保持低溫狀態，進而可在保持電子設備安全性和使用壽命的同時，確保快速高效的能量傳輸。以下所示的全新散熱創新將為我們多彩的“賽博生活”注入新的活力，使無線充電變得更快速、更便捷。
連續充電：只要設備在無線充電器的覆蓋范圍內，即可通過無線電波為其充電。
嵌入式充電器：將無線充電技術融入日常生活的各種場景，包括公共交通與家具等。
通用標準：通過為用戶帶來跨設備類型和制造商的無縫充電，實現全球充電兼容。
展開 
采用電池冷卻方法的鋰離子電池熱管理策略：現狀與挑戰
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
由于全球變暖問題不斷加劇，對清潔能源替代品的需求持續增長，電動汽車電池憑借高效率、安全性和可靠性等特點，使電動汽車(EV)行業迎來了大幅增長。然而，這些電池也存在一些限制因素，盡管生產小型、安全、高性能、和可靠的電池有困難，但這也迫使電動汽車制造商在電池領域進行更多的投資。近年來，電動汽車越來越受歡迎，為人們提供更多的舒適性和節省成本。
02
成果掠影
近期，韓國嶺南大學Gyu Sang Choi和Sung Chul Kim老師團隊分析了各種電池熱管理系統(TMS-Bs)冷卻方法及其在可行性、成本和壽命方面的優缺點，討論了熱失控(TR)機制，模型和策略，以減輕TRS問題。有效的TMS-B可以減輕電池的TR，并提高其性能和壽命。總體而言，TMS-B對于維持電動汽車中使用的LBS的最佳溫度范圍至關重要。一個有效的TMS-B可以減輕TR，并提高性能和壽命，然而，需要進一步研究TMS-B的結構、工作介質、流道尺寸和液體填充能力，同時更好地理解電池、模塊和包裝如何應對快速充電情況是十分必要的。
展開 蔚來新電池熱管理專利曝光 各種方式給電池“降溫”
據外媒報道，中國電動汽車制造商蔚來（NIO）正努力進軍美國，并且在研發可能在美國出售的下一代汽車，因此，該公司在努力解決電池發熱問題。當地時間3月1日，美國專利商標局（U.S. Patent and Trademark Office）公布了蔚來美國公司（NIO USA, Inc.）的幾項新專利申請。所有的專利申請都以某種形式涵蓋了電池熱管理，表示了溫度控制在電動汽車中的重要性。其專利申請表明了蔚來正在積極創新，而此類創新將幫助蔚來等市場新人在市場中脫穎而出，并且比競爭對手更具優勢。
其中一項專利申請指出，隨著越來越多的電動汽車使用大型電池，管理電池的熱量變得越來越重要。目前使用相變材料或其他液體的電池冷卻系統通常只關注冷卻電池或冷卻其他單一系統，效果和效率都不如預期。蔚來在專利中提出的解決方案是，在純電動汽車（BEV）的接線盒內安裝一個散熱片，為母線（帶電流的金屬條）和同一個接線盒的電源電子設備提供冷卻。
第二種解決方案使用一種可被動捕獲熱量的相變材料，旨在減少接線盒內聚集的熱量。蔚來表示，由于平均電流低，“傳統的”電動乘用車并不會產生大量熱量，但是采用快速充電標準后，“所有高壓元件上的持續電流”都會增加，也意味著需要新的散熱方案。
電池過熱對電動汽車是有害的，蔚來的另一項專利申請就提到，當讓冷卻液流經電池組的液體冷卻泵發生故障時，如何防止過熱。
一個解決方案就已經是冗余組件和系統，不能將兩個解決方案都投入使用，因為會“大大增加整個冷卻系統的質量，從而對電動汽車的續航里程造成負面影響。” 該公司認為最好的解決方案是，使用次數最少的冷卻循環和數量最少的冷卻泵處理冗余，即會在管道中配置帶有閥門的兩個液體冷卻泵，當其中一個泵失效時，可以根據需要改變冷卻劑的流向。
展開 汽車電池熱管理熱失控原因及預防策略介紹（附視頻教程）
汽車電池熱失控是指電池在特定條件下，?內部溫度急劇上升，?導致電池無法控制地進入不可控狀態，?嚴重時可能引發電池自燃甚至爆炸。?這種狀態通常由幾個關鍵因素引起，?包括過熱、?過充、?內短路和碰撞等。?當電池的熱失控達到一定溫度后，?電池內部的溫度會直線上升，?從而導致燃燒爆炸。
我們時不時會在新聞中看到電動汽車起火的事故，電動汽車起火事件中，很多時候都與汽車電池有關。作為電動汽車的“心臟”，電池組的設計、制造、使用和維護等環節都可能存在安全隱患。一旦電池出現問題，就可能殃及其他。
所以今天我們就來剖析一下汽車電池熱失控的那些事。
part1「汽車電池熱失控原因」
汽車電池熱失控的原因主要包括過充電、?過放電、?過負荷、?外部短路、?內部短路、?絕緣性下降以及電芯熱失控。?
過充電和過放電：?長時間充電電流過大或電壓過高，?或動力電池長時間處于過度放電狀態，?都會導致電池內部壓力過大，?進而引起電池內部溫度升高，?最終引發熱失控。?
過負荷：?電動汽車動力電池在使用過程中若長時間處于過載狀態下，?也會造成熱失控。?
外部短路和內部短路：?短路故障通常由于過充電和過放電導致，?電池內阻增大后，?電解液分解出氣體，?引起氣體膨脹和爆炸，?產生大量熱量，?導致電池內部溫度迅速升高，?進而引起熱失控。?
絕緣性下降：?電池絕緣性能下降，?可能導致電池內部短路，?從而引發熱失控。?
電芯熱失控：?電芯熱失控是導致電動汽車動力電池熱失控的主要原因之一，?涉及到電池內部壓力過大和溫度升高的問題。?
part2「為何汽車電池熱失控無法預測」
汽車電池熱失控無法預測的原因主要在于電池內部復雜化學反應和物理過程的難以預測性，?以及外部條件對電池安全性的影響。?
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
4.4.3放電冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗，調節高低溫箱溫度為40℃，相對濕度50%，當電池溫度達到40℃后，通過充放電設備對電源系統以1C進行放電，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行冷卻。實驗結果如圖11所示。隨著放電進行，電池溫度先升高后降低再升高，整體趨勢較平穩，最高溫度為40.7℃，充電結束電池最高溫度為40℃，最低溫度為32℃，溫差8℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為3.1%，充電結束溫度模擬精度為15%，溫差精度在12.5%，基本可以指導熱管理設計。
4.4.4加熱性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗。調節高低溫箱溫度為-20℃，相對濕度50%。當電池溫度達到-20℃后，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行加熱，進水溫度35℃；當電池最低溫度達到-5℃時，通過充放電設備對電源系統進行充電，當電池溫度達到15℃后加熱停止，繼續充電至充滿。實驗結果如圖12所示。隨著加熱進行，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為2.1%，充電結束溫度模擬精度為6.25%，溫差精度在6.25%，模擬精度可以滿足熱管理設計。
5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
4.4.3放電冷卻性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗，調節高低溫箱溫度為40℃，相對濕度50%，當電池溫度達到40℃后，通過充放電設備對電源系統以1C進行放電，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行冷卻。實驗結果如圖11所示。隨著放電進行，電池溫度先升高后降低再升高，整體趨勢較平穩，最高溫度為40.7℃，充電結束電池最高溫度為40℃，最低溫度為32℃，溫差8℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為3.1%，充電結束溫度模擬精度為15%，溫差精度在12.5%，基本可以指導熱管理設計。
4.4.4加熱性能實驗驗證
將含有液體熱管理的電源系統置于步入式高低溫箱進行實驗。調節高低溫箱溫度為-20℃，相對濕度50%。當電池溫度達到-20℃后，同時開啟液體熱管理系統，對電池進行加熱，進水溫度35℃；當電池最低溫度達到-5℃時，通過充放電設備對電源系統進行充電，當電池溫度達到15℃后加熱停止，繼續充電至充滿。實驗結果如圖12所示。隨著加熱進行，電池溫度先升高后降低，充電結束電池最高溫度為24℃，最低溫度為16℃，溫差8℃。相比模擬結果，最高溫度模擬精度為2.1%，充電結束溫度模擬精度為6.25%，溫差精度在6.25%，模擬精度可以滿足熱管理設計。
5 、結論
(1)通過建立鋰離子電池熱模型，設計基于液體的電動汽車動力電池熱管理系統。
(2)通過對所設計的液體熱管理系統流場、不同充放電倍率下電池溫度和加熱工況下電池溫度場進行仿真分析，驗證了所設計液體熱管理系統的合理性，可將電池溫度控制在45℃以內，滿足電池工作范圍需求。
展開 新能源汽車動力電池熱管理熱流體仿真案列分析
如圖3和圖4分別是動力電池模組簡化前后得模型。
圖3 簡化前模組
圖4 簡化后模組
對于流場仿真：在處理幾何模型時，應保留所有管道的內徑和液冷板內流道尺寸不變，對管路彎曲、管道變徑、局部彎頭等細節特征保留，水管要做到不扭曲，彎角過度平滑，同時保證簡化后接頭裝配良好，對管路、接頭、冷板的外部可進行適度的簡化以減少網格量。
對于熱仿真：模型中的線束、掛耳、螺絲螺套、銅排、bms管理部件等對熱管理系統影響較小，可舍棄；對于熱管理系統影響較大的零件幾何特征可以適當簡化，如倒角結構、結構對齊等。
簡化完成后，檢查整個模型是否有干涉和其他問題，如有問題，可用ANSYS-SCDM軟件對其進行修復，如無問題，可利用SCDM對模型進行流體域的抽取。
二、 熱管理設計
為了使動力電池保持在合理的溫度范圍內工作，電池包必須擁有科學和高效的熱管理系統。主要如下幾項主要功能：
(1)電池溫度的準確測量和監控；
(2)電池組溫度過高時的有效散熱和通風；
(3)低溫條件下的快速加熱，使電池組能夠正常工作；
(4)保證電池組溫度場的均勻分布。
電池熱管理系統設計的主要目標是：在考慮空間布置、設計成本、輕量化等條件下，通過加熱或冷卻控制，保證電池系統工作在相對適宜的工作溫度，同時減小單體間溫度，保證一致性。
展開 電動汽車快速充電循環下鋰離子軟包電池的優化冷卻和熱分析
本研究使用多域建模方法對采用 1P4S 配置（1 個并聯和 4 個串聯電池）的商用 65 Ah 軟包電池進行熱分析。該研究旨在分析四種不同冷卻配置的熱行為，即具有環境冷卻的單電池、具有環境冷卻的 1P4S、僅具有底部液體冷卻的 1P4S 和具有兩側液體冷卻的 1P4S。Newman、Tiedemann、Gu 和 Kim (NTGK) 模型用于小尺度電化學建模，而計算流體動力學(CFD) 用于分析電動汽車常用的不同快速充電速率期間的熱行為。
研究結果表明，使用兩個流動方向相反的冷卻板而不是單側冷卻可將最大溫差從 10°C 降低 50% 至 5°C，并將充電期間的最高溫度降低 7°C，為 1.98°C。這表明使用兩側液冷可以顯著改善電池的熱性能，這對于快速充電和整體電池性能至關重要。這項研究對行業的意義重大，因為它提供了有關如何改進電動汽車電池組的設計和熱管理的見解。通過使用多域建模和 CFD 分析，電池制造商可以優化其電池組的設計，以改進熱管理，降低熱失控風險，并提高電池性能和壽命。這可能會導致開發出更可靠、更高效的電動汽車，從而有助于加速電動汽車在全球的普及。
研究成果以“Optimized cooling and thermal analysis of lithium-ion pouch cell under fast charging cycles for electric vehicles”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 
一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統的類型、管理方案以及發展趨勢（內含視頻教程）
網格劃分策略：講解高效、精確的網格劃分方法，針對電池復雜結構，展示如何優化網格以提高仿真精度和計算效率。
液冷設計應用：以液冷技術為核心，通過ANSYS-SCDM構建電池包PACK模型，STAR-CCM+進行流場與熱場仿真，模擬真實工況下的溫度變化。
電池多工況分析：涵蓋低溫停車加熱、常溫及高溫行車等多種工況，全面分析PACK內部電池溫度動態變化，確保設計適應不同環境需求。
熱模型建立與驗證：系統講解如何根據電池特性及工況需求，構建合適的熱管理仿真模型，并通過實驗數據或理論計算進行模型驗證，確保仿真結果的可靠性。
結果評價與優化：教授如何解讀仿真結果，評估電池熱管理系統的性能，并提出改進建議。同時，介紹如何通過迭代優化提升熱管理效率，延長電池使用壽命
技術經驗分享：本課程不僅傳授仿真流程與技能，也是在分享新能源汽車動力電池熱管理技術的實戰經驗與設計思路。
通過本課程，您將可以在短時間內全面掌握動力電池液冷熱管理仿真的核心技術，并能在實際工作中靈活應用，為新能源汽車的安全、高效運行貢獻力量。
課程限時福利活動
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動力電池熱管理CFD仿真進階25講-SCDM和STAR-CCM+在動力電池熱仿真應用
https://www.yqgqt.org.cn/video/c14275
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新能源電池儲能，風冷和液冷哪個將有望成為未來主流儲能溫控形式？
展開 基于復合 PCM 材料的鋰離子電池熱管理被動熱調節器
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
隨著社會向低碳經濟轉型，未來幾十年電池行業可能會出現數量級的增長。電池的生產用途廣泛，每種用途都有特定的電力需求，從電力電子設備、啟動電池設備到各種儲能設備。由于其卓越的能量密度、較長的循環壽命和較低的自放電率，鋰離子電池已成為儲能技術的首選。然而，鋰離子電池的效率、安全性和壽命與其工作溫度密切相關。因此，必須開發有效的電池熱管理系統（BTMS）并將其納入儲能設計中。
02
成果掠影
近日，華北電力大學徐超教授團隊提出了一種新型熱調節器，可以智能地利用體積變化來調節傳熱。熱調節器在 PCM 和冷卻系統之間建立被動負反饋機制，實現一致且最佳的電池工作溫度。這項創新無需傳感器或外部邏輯設備，而是使用由 PCM 體積變化被動調節的彈性閥。這反過來又調節冷卻液流速和電池溫度。團隊對其熱管理性能與自然冷卻、純 PCM 和復合 PCM (cPCM) 等其他配置進行了比較，在不同的環境溫度（Tamb ) 下進行評估。結果表明，當T amb超過 30 °C 時，沒有熱調節器的電池將無法工作。在T amb = 35 °C 時，采用 cPCM 的熱調節器表現出重復切換，并有效地將電池溫度保持在 38.13 °C 以下。當T amb > 40 °C 時，兩個熱調節器都會啟動以實現更快的散熱。在 45 °C 時，采用 cPCM 的熱調節器成功地將電池溫度降低至 35.02 °C。在純 PCM 中集成 AlN 可將電池模塊的峰值溫度降低 7.94%。熱調節器還可以減少循環溫度變化，突顯其增強電池熱管理的潛力。
展開 動力電池熱管理系統性能試驗方法
本標準規定了動力電池熱管理系統性能的試驗方法。
本標準適用于乘用車用動力電池熱管理系統，商用車用動力電池熱管理系統可以參考。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 2900.41-2008 電工術語 原電池和蓄電池
GB/T 19596-2017 電動汽車術語（ISO8713:2002,NEQ）
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分：高能量應用測試規程
QC/T 468-2010 汽車散熱器
GB/T 18386-2017 電動汽車 能量消耗率和續駛里程試驗方法
GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）
3 術語和定義
GB/T 2900.41-2008、GB/T 19596-2017中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1 動力電池熱管理系統 battery thermal managementsystem
綜合運用各種技術手段，具備動力電池冷卻、加熱、保溫和均溫等功能，保證動力電池在不同環境下正常工作的系統。同時，該系統可以在動力電池發生熱失控時提供報警信號，具備安全防護功能。通常，動力電池熱管理系統包括主動式熱管理系統和被動式熱管理系統兩種。
3.2 被動式熱管理系統 passive thermal management systems
基于熱傳導、熱輻射、熱對流等熱量傳輸原理，只依靠冷卻或加熱流體因為溫度因素緩慢流動自然完成熱量輸入輸出交換的熱管理系統。該類系統通常適用于單體產熱量小于5W的電池。
展開 純電動汽車電池熱管理技術研究
整車系統將各個電池包溫度及行車或充電/運行模式組合成一特定溫度報文并通過CAN 總線發送至電池熱管理系統，電池熱管理系統計算出電池包的溫度最高值和溫度平均值，并根據設定溫度的要求自動進入以下模式：壓縮機制冷模式：系統控制器（BMS 提供工作信號），當環境溫度≤限定值，系統進水≥設定值，水泵運行，風扇運行，進入高溫冷卻模式；自循環模式：系統控制器（BMS 提供工作信號），當環境溫度＞限定值，水泵運行，風扇運行，壓縮機運行，進行低溫冷卻模式；待機模式：系統上電，但是BMS 未提供工作信號，整機應處于待機狀態，高溫（30℃-40℃）地區正常工作，包括高低溫啟動、高低溫性能、高低溫充電、續駛里程等測試。
3 消除電池燃燒風險的措施
鋰離子電池本體安全性提升的主體責任在于電池廠商，但是涉及電池以外部分的責任在于整車廠商，涉及電池廠商、整車廠商的設計、生產各環節，包括以下幾個方面：內部和外部的機械設計：電池內部固定單體電池的支架的強度和剛度，內部定向泄壓、電池與殼體內表面最小間隙，殼體密封性，整車上固定電池包的牢固性，整車碰撞變形時的安全距離。優化動力電池管理系統(BMS）安全策略：充放電策略，過充電保護，過放電保護，過電流保護，溫度和濕度監控，高溫和低溫極限保護、內部壓力監控、發生機械碰撞時斷電保護等。內部電氣設計安全：電池組、BMS 硬件、液冷管路的布局，電線連接的可靠性，絕緣等級，等電位設計，最小電氣間隙。外部電氣設計安全：電氣零件的高IP 密封防護等級，高低壓自鎖與互鎖，高低壓系統隔離，電磁兼容(EMC)和電磁輻射(EMR)，整車絕緣電阻監控與報警，手動維修開關，安全警示標簽，外部主動滅火裝置。
4 結語
綜上所述，本文主要針對混合動力汽車動力電池組的溫度管理系統進行了研究分析，研究的內容主要包含電池的熱安全性、影響因素以及電池組的熱效率。
展開 