電動汽車、智能汽車是目前最熱的行業,那么這個行業中的最大的痛點是什么?沒錯,
它就是里程焦慮!??!夏天不敢開空調,冬天不敢開暖氣,Why? 擔心電池沒電啊。
那么,我們今天就從電動汽車的電池構造入手,看看是什么影響了電池的續航性能。
目前電動汽車可以使用的電池從廣義上講主要可分為:化學電池和物理電池。
一、化學電池:
基本是目前電動汽車領域應用最為廣泛的電池種類,如鎳氫電池、鋰離子電
池、鋰聚合物電池、燃料電池等都屬于這一范疇。目前使用最廣泛的“磷酸鐵鋰
電池”和“三元鋰電池”,均屬于鋰聚合物電池,都是化學電池。
從結構角度上講,其可進一步分成蓄電池及燃料電池兩大類別,我們目前所
見的絕大多數電動車都采用化學蓄電池技術進行驅動,如豐田普銳斯、特斯拉、
寶馬 i3 等等。
二、物理電池:
顧名思義,就是依靠物理變化來提供、儲存電能的電池統稱,如超級電容、
飛輪電池等都屬于物理電池的家族成員。飛輪電池是上世紀 90 年代提出的一種
新概念電池,也屬于物理電池的一種。簡單來說就是利用類似飛輪轉動時產生能
量的原理來實現自身充放電的。不過飛輪電池僅作輔助能源使用,其功能類似于
我們常見的制動能量回收系統。
汽車的電池和電子產品的電池一樣,在工作的過程當中都會放熱,同時由于電池包處
于一個相對封閉的環境,就會導致電池的溫度上升得更快。這點就像我們的手機電池一樣,
用久了手機就變成“暖手寶”了。而對于電池而言,過熱、溫度過高,帶來的后果也是不
可估量的,輕者會影響到電池的性能,嚴重的時候熱量不散發出去還會出現自燃、爆炸,
非常危險。
對于大部分純電動汽車而言,對電池組進行散熱,目前最成熟的就是”風冷”以及”
水冷”兩種形式。
一、風冷:
成本低,靠車輛行駛撞風,與大氣進行熱量交換,在室外氣溫較高時,散
熱效果并不理想,而且在電池組溫度低時,無法實現加熱效果。
二、水冷:
與燃油車上的“水冷”系統一致,依靠冷卻液這種介質進行散熱。雖然成本
較高,但散熱效果好,還能通過溫控系統,在電池組溫度低時實現加熱效果。
汽車動力電池板一般由多個串聯/并聯的電池模組構成,經過電池托盤、水冷散熱系
統、阻燃隔熱防護層和電池蓋板等組件封裝而成:
在電池組系統的內部設置有水冷裝置,由水冷板、水管和導熱墊等組成。冷卻液一般
為水和乙二醇的混合物,并且每只 18650 電芯附近均布置有冷卻管路,以保證每個電芯
都能充分被冷卻,冷卻管路與電芯間填充有絕緣導熱的膠質材料,固化后非常堅硬,導熱
的同時還可以充分保護電池。 在這些因素的共同作用下,電芯可以將熱量快速傳遞至外
部環境,并在電池系統內部保持熱平衡。從而保證電池性能的穩定
現在電動車用的電池主要是“磷酸鐵鋰電池”和“三元鋰電池”,均屬于化學電池,
對環境溫度比較敏感,主要表現如下:
(1) 在低溫條件下,鋰電池的性能會下降,電池容量會隨著氣溫的下降而變小。 鋰
電池在低于 0℃的氣溫條件下充電,會使鋰離子無法順利完成負極嵌入,從而
造成析鋰,使電池產生不可逆的損壞,甚至可能因析鋰形成的鋰枝晶刺破電池
隔膜而出現短路燃燒。
(2) 在高溫條件下,鋰電池在 55℃以上的環境下以 1C 的充電速度連續充放電 50
次以上,電池容量明顯下降,電池壽命相應縮短。當環境溫度超過 60℃,電池
就會因溫升過大而產生過熱燃燒、爆炸的風險。
研究表明,鋰電池最佳的工作溫度為 18-25℃左右,在此溫度區間,鋰電池的性能
最穩定,使用壽命也最長。因此,電動汽車的電池管理系統(BMS)就顯得尤為重要,
及時對電池的溫度進行檢測并實時干預,就可以把電池的溫度控制在合理的范圍之內,大
大增加汽車的安全性和電池的穩定性,從而保證了續航里程。 成立于 2000 年的美國
Koolance Inc.公司,專門從事“液冷”散熱系統的研究和開發,其一體式散熱器
ALH-2000, ERM-3K3UC、EXC-900 等系列產品,充分考慮了各種工況中的散熱要求,
是智能電池管理系統的得力助手,特別是 Koolance ALH-2000 散熱器,還特地增加了
1000W 的加熱功能,可對電池進行加溫保護,特別適合在寒冷的地區使用.
通過機器內置的 Koolance System Monitor 軟件,就可對各個監測點的溫度、流量、
轉速等各項指標進行實時監測,便于對電池的溫度進行實時干預,是 BMS 系統開發人員
的助攻神器 ! Koolance 中國經銷商網址 http://www.koolance.com.cn
審核編輯 黃宇
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