电池热管理系统文献地的综述

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1、实用标准文案锂电池热管理综述摘要：动力电池作为EV/HEV上的动力元件，它对电动车的行驶里程和经济性以及加速性能都至关重要,因此任何影响电池组的参数都需要进行优化。而电池组内部温度及温度均匀性是保证电池组性能及其使用寿命的最重要前提。该文献研究了锂电池的产热机理以及它在高、低温下的充放电性能并在此基础上研究了现有的电池热管理方式。现有的冷却方式有空气对流，液体冷却，相变材料冷却，热管冷却，空调制冷，冷板冷却等，或者两种及其以上方式相互耦合的方式。目前工程技术上常采用空气冷却和液体冷却两种方式，该文献提

2、出了循环风冷式的热管理方案。但是多种热管理方式耦合的形式是未来适用于各种工况下工作的大功率锂电池热管理的主要研究方向。关键词：电动汽车；锂电池；发热机理；热管理；精彩文档实用标准文案引言温度是制约电动汽车性能提升的关键因素，高温对动力电池有双重影响。一方面，随着温度上升，电解液活性提高，离子扩散速度加快，电池内阻减小，改善电池性能。另一方面，较高的温度会导致电极降解以及电解液分解等有害反应的发生，影响电池的使用寿命，甚至对电池内部结构造成永久性损坏。研究表明化学反应速率和温度成极数关系，温度每增加10

3、℃，化学反应速率加倍。在45℃的环境温度下工作时，镍氢电池循环次数大约减小60％。在高倍率充电时，温度升高5℃，电池寿命减半。相反在低温环境下，由于电解液活性低，离子扩散速度较慢，电池内阻大大增加，放电容量会显著降低，充电期间内压上升较快，影响电池的使用安全。综上所述，适宜的工作温度为电池良好性能发挥的前提。因此，开发一种行之有效的电池热管理系统，设计一种稳定、高效的电池箱体、电池包的散热结构形式对于提高电池包整体性能具有重要意义。精彩文档实用标准文案第1章锂电池的产热机理及计算1.1锂电池的产热机理

4、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。1.2电池产热量、产热速率计算电池的反应热用Qr来表示；由电池极化引起的能量损失用Qp来表示；电池内存在典型的电解液分解和自放电副

5、反应，副反应引起的能量损失用Qs表示；电池的电阻产生焦耳热为Qj。则，一个电池总热源可由以下公式来表示：Qa=Qr+Qp+Qs+Qj式中：V为平均产热速率；Q为电池工作时间内电池的总热量；t为电池工作时间。电池的平均产热速率(W)=产生的热量(J)/循环时间(s),则由以下公式表示：V=Q/t精彩文档实用标准文案第2章锂电池的温度特性电池组内部的所有电池模块都必须在一个合理的环境温度下进行电化学反应。，锂离子电池因比能大、图液冷电池通循环寿命长、自放电率低、允许工作温度范围宽、低温效应好等优点是电动车

6、目前首选的动力电池。锂电池的最佳工作范围是20～40℃，电池模块间的温度差不超过5℃电池温度（电解液温度）升高，电池内阻降低电池效率有所提高，但是电化学反应速率加快，阴阳极板上的活性物质即会劣化，并腐蚀阳极格子，而缩短电池寿命。电池温度太低时，会使电池蓄电容量减少，容易过度放电，进而使电池寿命缩短。同时低温条件下锂电池的充放电效率都会迅速降低（磷酸铁锂电池10℃时，放电/充电效率90%以上；-10℃时，放电效率65%，充电效率83%；而-20℃时，放电效率降至60%，充电效率降至53%）。当温度低于0

7、度，锂电池是不允许充电的，因为充电会引发锂离子还原成金属锂枝晶反应，这种锂金属枝晶锐角锋利，易刺穿电池内部隔膜，引起电池内部短路。温度过高或者过低都不利于动力电池的性能发挥。为延长动力电池寿命，提升其电化学性能以及能量效率，必须设计合理的电池热量管理系统，在高温条件下对电池进行散热、低温条件下对电池进行加热或保温，以提升电动汽车整车性能。精彩文档实用标准文案第3章BTMS传热冷却方式电池热管理的目标是为电池模块提供一个合理且均匀的工作环境温度。另外，作为一个汽车零部件，电动车电池热管理系统还必须满足汽

8、车厂的规范和要求：紧凑、重量轻、低成本、易安装，并且要适合不同车型、不同安装位置的特殊需求、可靠且易于使用。电池热管理系统还要考虑余热利用、适应较宽的环境条件（极热工况及极冷工况）、在电池损坏产生有害气体的时候能提供通风热管理系统可采用各类传热介质：空气、液体（水、乙二醇甚至制冷剂）、绝热材料、相变材料（石蜡中填充金属材料，石墨中充填PCM，PCM中添加碳纤维）或其他混合介质；电池热管理系统按照能量提供的来源分为被动式冷却和主动式冷却，其中只利用周围环境