電池組為什么是電動汽車的主要儲能部件，為什么說電池組是電動汽車的主要儲能部件的呢、
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-06 10:16
點擊量：次
隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，中國汽車工業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)轉型、降低排放、能源危機和低碳發(fā)展的挑戰(zhàn)，發(fā)展新能源汽車已經(jīng)成為降低汽車工業(yè)石油依賴和排氣污染的唯一途徑，中國政府為了推進新能源汽車工業(yè)，發(fā)布了一系列發(fā)展規(guī)劃、財政補貼和稅務鼓勵計劃，促進新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。
電池組是電動汽車的主要儲能部件，由鋰電池組成，直接影響到電動車的性能。
電池包內(nèi)溫度上升嚴重影響電池組的電化學系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命、充電可接受性、電池包功率和能量、安全性和可靠性等。如果電動汽車電池組不能及時散熱，將導致電池組系統(tǒng)
的溫度過高或分布不均勻，其結果將降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性；另外，由于發(fā)熱電池體的密集擺放，中間區(qū)域必然熱量聚集較多，邊緣區(qū)域較少則增加了電池包中各單元之間的溫度不均衡，這將造成各電池模塊、單體性能的不均衡，最終影響電池性能的一致性及電池荷電狀態(tài)（SOC）估計的準確性，影響到電動汽車的系統(tǒng)控制。
新能源汽車動力電池熱管理技術剖析
鋰電池產(chǎn)生熱量
鋰電池內(nèi)部反應過程
鋰離子電池工作原理本質(zhì)上是內(nèi)部正負極與電解液之間的氧化還原反應，在低溫下電極表面活性物質(zhì)嵌鋰反應速率減慢、活性物質(zhì)內(nèi)部鋰離子濃度降低，這將引起電池平衡電勢降低、內(nèi)阻增大、放電容量減少，極端低溫情況甚至會出現(xiàn)電解液凍結、電池無法放電等現(xiàn)象，極大的影響電池系統(tǒng)低溫性能，造成電動汽車動力輸出性能衰減和續(xù)駛里程減少。
此外，在低溫環(huán)境下充電容易在負極表面形成鋰沉積，金屬鋰在負極表面積累會刺穿電池隔膜造成電池正負極短路，威脅電池使用安全，電動汽車電池系統(tǒng)低溫充電安全問題極大的制約了電動汽車在寒冷地區(qū)的推廣。
因此為了提高整車性能，使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，就需要優(yōu)化電池包的結構，設計能夠適應高溫和低溫的電動汽車電池包熱管理系統(tǒng)BTMS。
電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術現(xiàn)狀
動力電池散熱研究可分為空氣散熱、液冷散熱、固體相變材料散熱和熱管散熱等方式，現(xiàn)有主要散熱技術以前三種為主。
空冷式散熱系統(tǒng)
空冷式散熱系統(tǒng)也叫風冷式散熱系統(tǒng)?？绽涫降纳岱绞阶顬楹唵?，只需要讓空氣流經(jīng)電池表面帶走動力電池所產(chǎn)生的熱量，達到對動力電池組散熱的目的。
根據(jù)通風措施的不同，空冷式又有自然對流散熱和強制通風散熱兩種方式。
自然對流散熱不依靠外部附加的強制通風措施（如加風機等），只是通過電池包內(nèi)部流體自身因溫度變化而產(chǎn)生的氣流進行冷卻散熱的系統(tǒng)。
強制對流冷卻散熱系統(tǒng)是在自然對流散熱系統(tǒng)的基礎上加上了相應的強制通風技術的散熱系統(tǒng)。
當前動力電池空冷式散熱主要有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種系統(tǒng)。但該種方式效果較差，且很難達到較高的電池均溫性。
新能源汽車動力電池熱管理技術剖析
串聯(lián)風冷散熱/并聯(lián)風冷散熱
液冷式散熱系統(tǒng)
動力電池的液冷式散熱系統(tǒng)是指制冷劑直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走達到散熱效果的一種散熱系統(tǒng)。
制冷劑可以是水、水和乙二醇的混合物、礦物質(zhì)油和R134a等，這些制冷劑擁有較高的導熱率，可以達到較好的散熱效果。
當前動力電池的液冷技術也擁有了相當成熟的技術，在電動汽車的散熱系統(tǒng)中也有了相對廣泛的應用，比如特斯拉電池包就是采用水和乙二醇的混合物的液冷方式散熱，寶馬i3采用R134a進行散熱。
液冷式系統(tǒng)往往要求更復雜的更加嚴苛的結構設計以防止液態(tài)制冷劑的泄漏以及保證電池包內(nèi)電池單體之間的均勻性，而液冷系統(tǒng)的復雜結構也使得整套散熱系統(tǒng)變得十分笨重，不僅增加整車的重量，使得整車的負擔大大增加，而且同時由于其結構的復雜性及高密封性使得液冷系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)相對困難，維護成本也相應增加。
電池組是電動汽車的主要儲能部件，由鋰電池組成，直接影響到電動車的性能。
電池組是電動汽車的主要儲能部件，由鋰電池組成，直接影響到電動車的性能。由于車輛上裝載電池的空間有限，正常運行所需的電池數(shù)目也較大，電池會以不同倍率放電，并以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，再加上時間累積以及空間影響將會聚集大量熱量，從而導致電池組運行環(huán)境溫度情況復雜多變。電池包內(nèi)溫度上升嚴重影響電池組的電化學系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命、充電可接受性、電池包功率和能量、安全性和可靠性等。如果電動汽車電池組不能及時散熱，將導致電池組系統(tǒng)的溫度過高或分布不均勻，其結果將降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性；另外，由于發(fā)熱電池體的密集擺放，中間區(qū)域必然熱量聚集較多，邊緣區(qū)域較少則增加了電池包中各單元之間的溫度不均衡，這將造成各電池模塊、單體性能的不均衡，最終影響電池性能的一致性及電池荷電狀態(tài)（SOC）估計的準確性，影響到電動汽車的系統(tǒng)控制。
鋰電池產(chǎn)生熱量
鋰電池內(nèi)部反應過程
由于車輛上裝載電池的空間有限，正常運行所需的電池數(shù)目也較大，電池會以不同倍率放電，并以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，再加上時間累積以及空間影響將會聚集大量熱量，從而導致電池組運行環(huán)境溫度情況復雜多變。電池包內(nèi)溫度上升嚴重影響電池組的電化學系統(tǒng)的運行、循環(huán)壽命、充電可接受性、電池包功率和能量、安全性和可靠性等。如果電動汽車電池組不能及時散熱，將導致電池組系統(tǒng)
的溫度過高或分布不均勻，其結果將降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性；另外，由于發(fā)熱電池體的密集擺放，中間區(qū)域必然熱量聚集較多，邊緣區(qū)域較少則增加了電池包中各單元之間的溫度不均衡，這將造成各電池模塊、單體性能的不均衡，最終影響電池性能的一致性及電池荷電狀態(tài)（SOC）估計的準確性，影響到電動汽車的系統(tǒng)控制。
新能源汽車動力電池熱管理技術剖析
鋰電池產(chǎn)生熱量
鋰電池內(nèi)部反應過程
鋰離子電池工作原理本質(zhì)上是內(nèi)部正負極與電解液之間的氧化還原反應，在低溫下電極表面活性物質(zhì)嵌鋰反應速率減慢、活性物質(zhì)內(nèi)部鋰離子濃度降低，這將引起電池平衡電勢降低、內(nèi)阻增大、放電容量減少，極端低溫情況甚至會出現(xiàn)電解液凍結、電池無法放電等現(xiàn)象，極大的影響電池系統(tǒng)低溫性能，造成電動汽車動力輸出性能衰減和續(xù)駛里程減少。
此外，在低溫環(huán)境下充電容易在負極表面形成鋰沉積，金屬鋰在負極表面積累會刺穿電池隔膜造成電池正負極短路，威脅電池使用安全，電動汽車電池系統(tǒng)低溫充電安全問題極大的制約了電動汽車在寒冷地區(qū)的推廣。
因此為了提高整車性能，使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，就需要優(yōu)化電池包的結構，設計能夠適應高溫和低溫的電動汽車電池包熱管理系統(tǒng)BTMS。
電動汽車電池系統(tǒng)熱管理技術現(xiàn)狀
動力電池散熱研究可分為空氣散熱、液冷散熱、固體相變材料散熱和熱管散熱等方式，現(xiàn)有主要散熱技術以前三種為主。
空冷式散熱系統(tǒng)
空冷式散熱系統(tǒng)也叫風冷式散熱系統(tǒng)?？绽涫降纳岱绞阶顬楹唵?，只需要讓空氣流經(jīng)電池表面帶走動力電池所產(chǎn)生的熱量，達到對動力電池組散熱的目的。
根據(jù)通風措施的不同，空冷式又有自然對流散熱和強制通風散熱兩種方式。
自然對流散熱不依靠外部附加的強制通風措施（如加風機等），只是通過電池包內(nèi)部流體自身因溫度變化而產(chǎn)生的氣流進行冷卻散熱的系統(tǒng)。
強制對流冷卻散熱系統(tǒng)是在自然對流散熱系統(tǒng)的基礎上加上了相應的強制通風技術的散熱系統(tǒng)。
當前動力電池空冷式散熱主要有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種系統(tǒng)。但該種方式效果較差，且很難達到較高的電池均溫性。
新能源汽車動力電池熱管理技術剖析
串聯(lián)風冷散熱/并聯(lián)風冷散熱
液冷式散熱系統(tǒng)
動力電池的液冷式散熱系統(tǒng)是指制冷劑直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走達到散熱效果的一種散熱系統(tǒng)。
制冷劑可以是水、水和乙二醇的混合物、礦物質(zhì)油和R134a等，這些制冷劑擁有較高的導熱率，可以達到較好的散熱效果。
當前動力電池的液冷技術也擁有了相當成熟的技術，在電動汽車的散熱系統(tǒng)中也有了相對廣泛的應用，比如特斯拉電池包就是采用水和乙二醇的混合物的液冷方式散熱，寶馬i3采用R134a進行散熱。
液冷式系統(tǒng)往往要求更復雜的更加嚴苛的結構設計以防止液態(tài)制冷劑的泄漏以及保證電池包內(nèi)電池單體之間的均勻性，而液冷系統(tǒng)的復雜結構也使得整套散熱系統(tǒng)變得十分笨重，不僅增加整車的重量，使得整車的負擔大大增加，而且同時由于其結構的復雜性及高密封性使得液冷系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)相對困難，維護成本也相應增加。
