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纯电动汽车用锂离子电池热管理综述

2012-06-29蔡飞龙许思传常国峰

电源技术 2012年9期

蔡飞龙,许思传,常国峰

(1.同济大学汽车学院,上海 201804;2.同济大学新能源汽车工程中心,上海 201804)

动力蓄电池作为纯电动汽车(EV,Electric Vehicle)的动力来源,是提高整车性能和降低成本的关键一环,其温度特性直接影响EV的性能、寿命和耐久性。锂离子电池因比能大、循环寿命长、自放电率低、允许工作温度范围宽、低温效应好等优点是EV目前首选的动力蓄电池[1-2]。锂离子电池包热管理的要求是根据锂离子电池发热机理,合理设计电池包结构,选择合适的热管理方式,合理设计热管理策略,保证电池包内各个单电池工作在合理温度范围内的同时尽量维持包内各个电池及电池模块间的温度均匀性[3]。

1 锂离子电池热特性

1.1 锂离子电池产热机理

电池在充放电过程中都会发生一系列的化学反应,从而产生反应热。锂离子动力电池的主要产热反应包括:电解液分解、正极分解、负极与电解液的反应、负极与粘合剂的反应[4]和固体电解质界面膜的分解。此外,由于电池内阻的存在,电流通过时,会产生部分热量。低温时锂离子电池主要以电阻产生的焦耳热为主,这些放热反应是导致电池不安全的因素。电解液的热安全性也直接影响着整个锂离子电池动力体系的安全性能。

实际运行环境中,动力系统需要锂离子电池具备大容量与大倍率放电等特点,但同时产生的高温增加了运行危险。所以,降低锂离子电池工作温度,提升电池性能至关重要。

1.2 电池产热量、产热速率计算

电池的反应热用Qr来表示;……

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