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精品文档就在这里 精品文档就在这里 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有-------------- 动力电池热管理及其系统开发 动力电池热管理及其系统开发 2012 年 03 月 06 日 15:10 来源：《汽车纵横》2011 年 12 月刊 文 王泰华 新能源汽车的关键技术之一是动力电池，电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本, 另一方面决定着 新能源汽车的关键技术之一是动力电池，电池的好坏一方面决定着电动汽车的成本, 另一方面决定着 电动汽车的续驶里程，这两项也是新能源汽车是否能为广大消费者接受和迅速得到普及的关键因素。所以， 电动汽车的续驶里程，这两项也是新能源汽车是否能为广大消费者接受和迅速得到普及的关键因素。所以， 围绕动力电池及其应用的研究显得特别有意义。 围绕动力电池及其应用的研究显得特别有意义。 本文从动力电池的种类和应用入手，分别介绍了它的产热行为和各种热管理方式，然后通过一款混合动 本文从动力电池的种类和应用入手，分别介绍了它的产热行为和各种热管理方式，然后通过一款混合动 力汽车的磷酸铁锂电池应用，对其热管理系统、运行特性等进行分析和探讨，最后提出了后续热管理开发 力汽车的磷酸铁锂电池应用，对其热管理系统、运行特性等进行分析和探讨，最后提出了后续热管理开发 中需要进一步研究的问题。 动力电池种类及应用 作为新能源汽车上的动力电池必须具备一定的条件,首先是安全性，只有安全性达到了一定的标准才能 得到应用；其次是制造成本，那些制造成本低且寿命长的电池才有机会作为动力电池；再次，动力电池还 要具有高的能量密度和功率密度，这些是电动汽车是否具有高的续驶里程、加速性及爬坡度的一个衡量标 准；动力电池还必须能够回收，尽量减小对环境的污染。 根据动力电池的使用特点、要求、应用领域不同, 国内外动力电池的研发种类大致为: 铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池等，其中以锂离子电池的发展最值得关注。 锂离子电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、对环境污染小、快速充电、自放电率 低等优点，其发展势头极为迅猛， 已广泛应用笔记本电脑、移动电话、录像机、小型医疗保健设备、摩托车、自行车等领域，而在航空、航天、航海和军事领域的应用研究也正在积极开展和深入，在电动汽车 领域目前已成为主要的动力源。 锂离子电池的技术发展呈现出多方向并举的局面，主要在于所采用的正极材料的不同。因为正极材料 的性能将很大程度地影响电池的性能。同时正极材料也直接决定电池成本的高低。目前已批量应用于锂电 池的正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂以及磷酸铁锂。但由于钴金属储量少、价格昂贵，而且作为 动力电池其安全也存在问题, 目前应用最为广泛的是锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。 精品 文档 精品文档就在这里 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有-------------- 产热行为 电池模块的热来源、产热速率、电池热容等有关参数，与电池的本质密切相关。电池放出热量取决于电 池的化学、机械、电学本质和特征， 特别是电化学反应的本质。电池反应中产生的热能，可以用电池反应热 Qr 来表示；电化学极化使电池实际电压 偏离其平衡电动势，而由电池极化引起的能量损失用Qp 来 表示。 电池反应除了按照反应方程式进行之外，还存在一些副反应，典型的副反应包括电解液分解及电池自 放电，这个过程中产生的副反应热为Qs。此外，由于任何电池都会不可避免地存在电阻，故电流通过时就 会产生焦耳热Qj。因此，一个电池总的热量为如下几个方面的热量总和： Qt = Qr +Qp +Qs +Qj 根据具体充电（放电）过程的不同，引起电池产热的主要因素也不同。例如，在电池正常充电时， Qr 是主导因素；而在电池充电后期，由于电解液的分解，导致了副反应开始发生（副反应热为Qs )，当电池接近充满电而进行过充电时， 主要发生的是电解液分解，这时Qs 占主导地位。而焦耳热Qj 则取决于电流和电阻，常用的充电方式是在恒定电流下进行的，此时Qj 是一个特定值。 然而，在启动和加速时，电流比较大。这对于HEV 来说，相当于几十安培到上百安培的电流，这时候焦耳热Qj 很大，成为了电池放热的主要来源。 热管理方式 电池组中有电解液、电极、隔板等各种材料，由于高温会加速它们的老化速率，而且当电池组中温差较 精品 文档 精品文档就在这里 精品文档就在这里 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有-------------- 大时，高温部分的老化速率会明显快于低温部分，随着时间的积累不同电池之间