相变材料在动力电池热管理系统中的应用现状
2019-09-12郭宝会
中国金属通报 2019年8期
郭宝会
(1.渭南师范学院 数理学院,陕西 渭南 714099;2.三门峡速达交通节能科技股份有限公司,河南 三门峡 472000)
锂离子电池具有高能量密度、高功率密度及良好的循环性能,已是混合动力汽车(HEV)和电动汽车(EV)的主要动力源[1,2]。然而在电池组运行过程中,由于电池内部电阻及传热不良等因素会引起电池组温度升高,造成热失控而引起火灾或爆炸。另外,在低温状态下,电池内阻过高会造成充放电效果不佳,影响动力电池的工作性能。理想的电池工作温度介于20℃和40℃之间,对电池组的有效控制是决定电动汽车电池商业化的关键技术之一[3~5]。
传统电池热管理系统需要外动力驱动,体积庞大(如空气冷却和液体冷却),因此出故障的概率也较大。利用相变材料发生相变时放出的潜热吸收电池工作组放出的热量,成为了一种新型的电池被动热管理系统,具有设计简单和可靠性高等优点[1,2,4~6]。同时,相比材料具有潜热大,储能密度高,可以有效控制电池温度范围,平衡电池组内各个电池间的温差,从而提高电池的使用寿命和可靠性。本文主要介绍了相变材料的分类、工作原理和应用形式及存在的问题。
1 相变材料的分类及工作机制
相变材料种类繁多,按照不同目的,可以有不同的分类。按相变材料的相变温度分类可分为低温相变材料(<20℃)、中温相变材料(20℃~ 250℃)和高温相变材料(>250℃)[7~10]。按相变类型可分为固-液、固-固、固-气、液-气四种,其中固-固相变材料和固-液相变材料应用较广。……
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