电池热管理系统的设计是提升锂电池寿命的关键所在

来源：存能电气  日期：2019-12-13 13:50  浏览量：次

　　电池热管理系统的设计是提升锂电池寿命的关键所在。对锂电池系统进行热管理是保证电池使用安全、延长电池使用寿命和提升电池系统性能不可或缺的环节。随着近年来新能源车辆跨越式的发展，锂电池单体的容量与尺寸逐渐增大、高功率运行工况逐渐增多，给锂电池热管理系统的设计与优化带来了严峻的挑战。

　　电池热管理系统的设计是提升锂电池寿命的关键所在

　　电池热管理系统对于大多数高电力应用和高温电池来说是必要的，热管理系统的目标是均衡电池之间的温度、冷却电池和在某些情况下加热电池。在UPS系统中，均衡电池之间的温度是热管理系统中最重要的功能。

　　在一个含有整流器、逆变器的封闭的单元中，电池中的温度梯度高是可能的。高温和不同温度在降低电池寿命中的差异。因此按钮系统的设计对电池寿命有一定的影响。如果高强度电流的应用和封闭的热管理系统可以用来延长电池使用寿命。

　　对于热管在锂电池热管理系统中的应用，主要作用是将热量快速的从高温体系中转移出来，但要有相应的散热措施配合使用，给热管提供良好的冷凝条件，才能够正常发挥热管的作用。因此热管可以作为风冷、水冷等传统热管理系统的辅助增效措施。

　　电池热管理系统的必要性

　　温度对电池的寿命有很大的影响。同样的电芯，在环境温度23℃，6238天后电池的剩余容量为80%，但是电池在55℃的环境下，272天后电池的剩余容量已经达到80%。温度升高32℃，电芯的寿命下降了95%以上，因此温度对寿命的影响极大，温度越高寿命衰退越严重。

　　1、电池热量的产生：由于电池阻抗的存在，在电池充放电过程中，电流通过电池导致电池内部产生热量，另外，由于电池内部的电化学反应也会造成一定的生热量。

　　2、温度升高对电池寿命的影响：温度的升高对电池的日历寿命和循环寿命都有影响。

　　3、过低或过高温度均会影响锂电池性能和使用寿命，因而必须拥有热管理系统。根据传热介质的不同，电池热管理系统可分为风冷、直冷与液冷，液冷相对直冷成本更低，冷却效果也优于风冷，具备主流应用趋势。

　　电池为电机供电、电机驱动负载，电池产生的热量通过液冷循环与空调系统之间的换热器实现冷却液与制冷剂之间的热量交换，然后通过空调系统传到发动机舱，最后热量被空气带走。

　　电池热管理的主要功能包括：电池温度的准确测量和监控；电池组温度过高时的有效散热；低温条件下的快速加热；保证电池组温度场的均匀分布；电池散热系统与其他散热单元的匹配。

　　电池的温度直接影响了电池的安全性，因此电池的热管理系统设计研究是电池系统设计中最关键的工作之一。必须严格按照电池的热管理设计流程、电池的热管理系统及零部件类型、热管理系统的零部件选型及热管理系统的性能评估等多个方面来进行电池系统热管理的设计和验证，才能保证电池的性能和安全性。