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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    什么是電池的熱管理?電池熱管理是什么優點?

    2021-04-26 ryder

    動力電池是電動車的心臟,在方方面面影響著汽車的性能:能跑多少公里?最大加速度是多少?壽命要怎么樣?當然還有更緊要的安全性能,上述問題均是電池不可推脫的責任。諸多因素影響著動力電池的性能,幫兇之一便是溫度。電動車主們都深有感觸,談溫色變。拿某款電動車型來說,明明有350公里的續航里程,到冬天后只剩原先的70%,很多人舍不得打開空調取暖,生怕影響到駕駛里程。實際上,高溫也同樣帶來電池的損害。公開的研究數據聲明,一節索尼18650電池在55℃條件下循環500次,容量衰減近70%。
    當前的電池熱管理辦法有許多,諸如大家熟知的風冷散熱以及液冷散熱。由于空氣對流換熱系數相對較低,且強制風冷可能帶來較大的溫度差異,因此許多汽車廠商傾向于采用液冷板散熱方案帶來更好的用戶體驗。然而,隨著動力電池能量密度不斷提高、快速充電要求的提高以及對壽命要求的提升,急切需要發展新的熱管理技術來處理當前的技術瓶頸,熱管這種高效導熱元件便是將來高性能動力電池熱管理系統最佳選擇。

    什么是熱管?


    熱管是一種依賴氣液相變原理的高效傳熱元件。液體工質在受熱端蒸發汽化,在壓差驅動下流向另一端并在冷凝段凝結放熱,冷凝后的工質通過毛細力沿多孔材料返回蒸發段。由于其具有超高的導熱系數,目前已被廣泛使用與能源化工、航天航空、電力電子等范疇,在動力電池熱管理范疇是一顆潛力新星。


    采用熱管進行電池熱管理的優點


    ?散熱效率高


    熱管具有極低的熱阻(~0.1K·W-1)和極高的導熱系數(>1000W·m-1K-1),其散熱熱流密度可達50W·cm-2以上,換熱能力遠高于依賴強制風冷或單相流體對流換熱辦法。


    ?加熱速率快


    公開的研究數據顯示,通過熱管導熱對電池進行加熱,其升溫速率是傳統PTC加熱升溫速率的1.5倍。30W加熱功率下可在3分鐘內升溫20℃,若功率為70W,則可在2min內升溫40℃,因此可大大縮短寒冷環境下電動車啟動時間。


    ?均溫性能好


    研究顯示,一根長度為1m的微通道熱管,在一端進行加熱,其沿長度方向的溫差不到2℃;一個380cm2的平板熱管中心處施加一個面積為1cm2、產熱量20W熱源,整個表面的溫差也在2℃以內,體現了熱管優異的均溫性。

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