严永利 赵国驰 刘东远 陆俊南 李会丰

[摘 要]锂离子电池在温度低的环境中充电时，在电池负极Li+容易以金属锂的形式析出。这种反应是不可逆的，它不但消耗了电池内部的Li+，且析出来的锂以枝晶的形式在电池负极不断生长，这种不断生长的枝晶存在着刺穿隔离膜致使电池短路的风险。为了避免这种风险，在低温环境对锂电池充电时一般会采取两种方法：一是降低充电电流，这种效果有限且会增加充电的时间；二是对电池加热，这就需要通过合理的加热系统设计保证高效、可靠和快速的充电。常见的锂电池加热方式有三种：电加热膜加热、PTC加热和液加热，本文主要对这三种加热方式的设计进行分析。为从业者在进行电池加热系统设计方面提供可行的思路。

[关键词]电动汽车，电池加热，低温充电，锂电池

中图分类号：TK175 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0075-01

1 设计需求

加热系统设计除了需要满足功能的要求之外，还需要满足安全、可靠和长寿命等需求。

1.1 功能需求

加热系统的功能是快速地将电池系统中所有电池单体的温度加热到特定的温度，并保证加热过程中电池单体的温度一致性。因此，与之对应的两个功能需求参数则是电池单体的升温速率和电池单体间的温差。

对升温速率和加热均匀性的控制目标需要根据客户的需求和电芯本身的特性来定。一般要求电池单体的升温速率在0.15～0.8℃/min范围内，电池单体间的温差控制在10～15℃以内。

1.2 安全需求