新能源电动汽车动力锂离子电池冷却系统设计
作者:虞彬彬
来源:《科技风》2018年第07期
        摘 要:动力锂离子电池自身有最佳的工作温度范围20~30°C,但电池在工作过程中电化学反应会产生大量的热量,电池自身的温度会升高而超过最佳的工作温度范围,要使电池一直保持在最佳的工作状态,延长使用寿命,就需要给锂离子电池提供冷却降溫。
        关键词:动力锂离子电池;冷却;性能;使用寿命
        电动汽车真正实现绿环保,彻底摆脱对石油的依赖,也成为目前汽车工业技术的发展方向。动力电池是为电动汽车主要或唯一驱动能源,相当于汽车的心脏,所以电池性能的好坏直接影响整车的性能。
        根据动力电池的使用特点、要求、应用领域不同,国内外动力电池的研发大致有4个阶段;第一代的铅酸蓄电池、第二代的碱性电池、第三代的锂离子电池和第四代的燃料电池,结合当前的技术和成本,目前电动汽车使用最广的是锂离子电池作为动力驱动,下面就针对锂离子电池的冷却系统展开讨论。
        目前市场上单体锂离子电池基本有三种圆柱形电池、方形电池和软包电池,虽然它们的外形有差异,但是所使用的冷却方式基本都相同。
        锂离子电池在量产中常用冷却方式主要有三种 :自然冷却、风扇风冷或蒸发器风冷及液冷。这三种冷却方式都是利用冷却介质流过或接触过热电池的表面,利用温度差的热传递方式将热量带走,从而达到给电池冷却降温作用。
        一、自然冷却系统
汽车冷却系统        自然冷却系统是利用电池系统、模组或电池单体自身温度与周围环境温度之间的存在温差,空气为介质,利用空气的自然对流换热,将电池系统、模组或电池单体的热量传递到周围的空气中,从而在一定程度上减低电池单体的温度。由于空气的导热系数很低,且自然对流很慢,因此自然冷却的散热效率一般比较低。此外,当电池系统周围不存在其他热源时,温度也可以控制在较小的范围内。自然冷却方式虽然冷却效果较低,但这种方式的成本较低,占用的空间较小。在电池系统运行工况缓和、成本控制较高以及留给冷却系统的空间十分有限或空间非常大的情况,这种方式也是可取的选择。