1 液冷系统组成
液冷系统,是当前动力电池热管理的热门研究方向,利用冷却液热容量大且通过循环可以带走电池系统多余热量的性能,实现电池包的最佳工作温度条件。
液冷统的基本组成包括:电动水泵,电芯散热器(间接冷却),温度传感器,空调系统(压缩机,冷凝器,蒸发器)、加热器,液液热交换器。
其中,空调系统负责高温工况提供冷却功能;加热器,低温工况,负责给冷却液加热。
2 热传递原理
热管理系统的设计初衷是转移动力电池在充放电过程中的多余热量,保持电池在适宜的范围内工作,并且不同位置的电芯,温度差异不能太大。这样,既可以减缓电池的老化速度,又可以减缓不同电芯之间的差异化程度的加深。
之所以存在着空气冷却、液冷等不同的冷却形式,主要是热量传递的介质不同,原理上,需要从热量的不同传递方式说起。热量的传播,主要的存在着三种形式:热辐射、热传导和对流。
热辐射:温度高于绝对零度的物体都在进行热辐射,热辐射不需要介质不需要接触,以电磁波的形式向外传递热量。太阳传递给地球的热量就是热辐射的典型过程。
热传导:热量通过介质,从高温区域传递至低温区域的过程。与热辐射不同的是热传导需要存在两个条件:温差和介质。
对流:流体内部,由温差驱动的相对流动。
热量,在动力电池单体内部,主要以热传导的方式向电池表面传递,再以辐射和对流的方式向周围空间传播。如果系统中加入了热管理系统,则传热过程被部分的改变。比如间接散热方式,热量从电池表面,主要以热传导的方式传递给散热器壳体,再由壳体以热传导的方式传递到散热器流道表面;热量从流道表面热传导的方式传递给冷却液,冷却液以对流的方式将热量在冷却液内部传递,并跟随冷却液的受迫流动传递至电池包外部。
3电池包的热管理方案
电池包的热管理方案,涉及到三个方面的措施:电池组的冷却、电池组低温预热、电池组保温。