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無磁低溫18650 2200
過針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
23年專注鋰電池定制

動(dòng)力鋰電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域的一顆"新星":熱管

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:699次  |  2022年10月19日  

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的“心臟”,在方方面面影響著汽車的性能:能跑多少公里?最大加速度是多少?壽命如何?當(dāng)然還有更重要的安全性能,上述問題均是電池不可推脫的責(zé)任。


諸多因素影響著動(dòng)力電池的性能,“幫兇”之一便是溫度。電動(dòng)車主們都深有感觸,談“溫”色變。拿某款電動(dòng)車型來說,明明有350公里的續(xù)航里程,到冬天后只剩原先的70%,很多人舍不得打開空調(diào)取暖,生怕影響到駕駛里程。實(shí)際上,高溫也同樣帶來電池的損害。公開的研究數(shù)據(jù)表明,一節(jié)索尼18650電池在55℃條件下循環(huán)500次,容量衰減近70%。


此外,電池之間溫度的差異帶來的“短板效應(yīng)”也是造成性能衰退的重要因素。雖然對(duì)于不同體系的動(dòng)力電池,其最佳工作溫度區(qū)間不同,但是無論如何,該區(qū)間通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)窄于運(yùn)行的溫度區(qū)間。因此,有必要通過設(shè)計(jì)合理的熱管理系統(tǒng),控制電池工作在適宜的溫度范圍內(nèi),并有效控制溫差,從而提高電池性能。


當(dāng)前的電池?zé)峁芾矸椒ㄓ性S多,諸如大家熟知的風(fēng)冷散熱以及液冷散熱。由于空氣對(duì)流換熱系數(shù)相對(duì)較低,且強(qiáng)制風(fēng)冷可能帶來較大的溫度差異,因此許多汽車廠商傾向于采用液冷板散熱方案帶來更好的用戶體驗(yàn)。然而,隨著動(dòng)力電池能量密度不斷提高、快速充電要求的提高以及對(duì)壽命要求的提升,迫切需要發(fā)展新的熱管理技術(shù)來解決當(dāng)前的技術(shù)瓶頸,熱管這種高效導(dǎo)熱元件便是未來高性能動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)最佳選擇。


什么是熱管?

過針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

熱管是一種依靠氣液相變?cè)淼母咝鳠嵩?。液體工質(zhì)在受熱端蒸發(fā)汽化,在壓差驅(qū)動(dòng)下流向另一端并在冷凝段凝結(jié)放熱,冷凝后的工質(zhì)通過毛細(xì)力沿多孔材料返回蒸發(fā)段。由于其具有超高的導(dǎo)熱系數(shù),目前已被廣泛應(yīng)用與能源化工、航天特種、電力電子等領(lǐng)域,在動(dòng)力電池?zé)峁芾眍I(lǐng)域是一顆“潛力新星”。


采用熱管進(jìn)行電池?zé)峁芾淼膬?yōu)勢(shì)


散熱效率高


熱管具有極低的熱阻(~0.1K·W-1)和極高的導(dǎo)熱系數(shù)(>1000W·m-1K-1),其散熱熱流密度可達(dá)50W·cm-2以上,換熱能力遠(yuǎn)高于依靠強(qiáng)制風(fēng)冷或單相流體對(duì)流換熱方法。


加熱速率快

無人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

公開的研究數(shù)據(jù)顯示,通過熱管導(dǎo)熱對(duì)電池進(jìn)行加熱,其升溫速率是傳統(tǒng)PTC加熱升溫速率的1.5倍。30W加熱功率下可在3分鐘內(nèi)升溫20℃,若功率為70W,則可在2min內(nèi)升溫40℃,因此可大大縮短寒冷環(huán)境下電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)間。


均溫性能好


研究顯示,一根長(zhǎng)度為1m的微通道熱管,在一端進(jìn)行加熱,其沿長(zhǎng)度方向的溫差不到2℃;一個(gè)380cm2的平板熱管中心處施加一個(gè)面積為1cm2、產(chǎn)熱量20W熱源,整個(gè)表面的溫差也在2℃以內(nèi),體現(xiàn)了熱管優(yōu)異的均溫性。


安全性好、可靠性高


采用熱管的電池包內(nèi)無需通入水路循環(huán),實(shí)現(xiàn)水、電分離,具有更高的安全性。此外,系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便,因此系統(tǒng)可靠性更高。


當(dāng)前,許多熱管理行業(yè)的學(xué)者及工程師們將目光聚焦于熱管技術(shù),展開了一系列理論與實(shí)驗(yàn)研究。已有的研究包主要涉及:動(dòng)力電池產(chǎn)熱特性對(duì)熱管傳熱的影響分析、針對(duì)動(dòng)力電池的熱管設(shè)計(jì)方法研究、熱管理系統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究,以及采用熱管的電池低溫加熱研究。已有的研究驗(yàn)證了熱管的可靠性與應(yīng)用價(jià)值,但是隨著電動(dòng)汽車對(duì)熱管理系統(tǒng)要求的提升,熱管的研究仍有待進(jìn)一步深入:


進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際車用工況,對(duì)熱管散熱制定有效的實(shí)時(shí)控制策略,實(shí)現(xiàn)高效、低能耗電池?zé)峁芾怼?/p>


充分考慮熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其布置方式,優(yōu)化傳熱性能,特別是針對(duì)平板類型熱管的性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。


綜合系統(tǒng)熱、電特性以及系統(tǒng)能耗和輕量化等指標(biāo),提出熱管理系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方案。


低溫環(huán)境下的加熱策略研究有待進(jìn)一步深入。


《科學(xué)通報(bào)》2019年第7期發(fā)表清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張揚(yáng)軍課題組撰寫的文章“基于熱管技術(shù)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究現(xiàn)狀及展望”,針對(duì)車用動(dòng)力電池?zé)峁芾頍狳c(diǎn)問題,綜述了熱管技術(shù)在動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀,總結(jié)現(xiàn)有研究存在的不足及需要突破的關(guān)鍵問題。

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