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磷酸铁锂电池组工作时如何解决散热问题

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-08-16 15:26  浏览量:

  磷酸铁锂电池组工作时如何解决散热问题?锂电池产业的逐步兴起为我们的生活以及工业上的需要都带来了很多的优势,就拿电动自行车来说,锂电池组的出现使得很多人都将铅酸电池换成了锂电池组,因为很多人都看重了磷酸铁锂电池组的优点,绿色环保,使用循环次数高等等。但是磷酸铁锂电池组特别容易发烫、易燃,如何解决磷酸铁锂电池组工作时散热的问题呢?

磷酸铁锂电池组.jpg

  磷酸铁锂电池组发热原因

  锂电池大部分是易燃、易挥发的非水溶液组成,这个组成体系相比水溶液电解质组成的电池有更高的比能量和电压输出,符合用户更高的能量需求。因为非水溶液电解质本身易燃、易挥发,浸润在电池内部,也形成了电池的燃烧根源。

  因此上述两种电池材料的工作温度都不得高于60℃,但现在室外温度已接近40℃,同时电池本身产热量大,将导致电池的工作环境温度上升,而如果出现热失控,情况将十分危险了。为了避免变成“烧烤”,给电池散热就尤为重要了。

  磷酸铁锂电池的振实密度较低,也正是这一特点决定了磷酸铁锂电池在电动工具方面上的使用有所成效,相对来讲如果将磷酸铁锂电池应用在手机上,那么它的弊端则暴露无遗,最为明显的一个缺点就是容量不足。在工作的时候,磷酸铁锂电池组难免会产生热量,一般来讲,磷酸铁锂电池组的工作环境是-50℃到+80℃之间,但是实际情况中,磷酸铁锂电池组在工作的过程中以及国祚过程之后都是需要产生热量的,所以,我们最好将磷酸铁锂电池组的温度控制在+50摄氏度之下,然而磷酸铁锂电池组最大的一个缺点就是对于低温的耐性很低,通俗的讲就是磷酸铁锂电池组不耐低温,所以尽量不要在超过的温度范围内工作。

  不管磷酸铁锂电池组是在高温下工作还是低温下工作,两种情况都会对磷酸铁锂电池组产生较大的损耗,因为磷酸铁锂电池组长期在高温下工作,虽然从化学角度来讲有利于电极材料的转换,但是上面也讲到磷酸铁锂电池组主要应用于电动工具方面,所以其放电量是很大的,虽然磷酸铁锂电池组具有耐高温的特点,但是长期在高温下工作也是会对磷酸铁锂电池组有一定的影响,最为常见的就是使用一段时间后发现电池组的容量明显下降,对于此种情况,这是所有二次电池的通病,而磷酸铁锂电池在这方面的损耗还是相对较低的。

  磷酸铁锂电池组工作时散热问题解决方法

  动力磷酸铁锂电池组散热有主动和被动两种,两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低,采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些,且需要更大的附加功率,但它的热管理更加有效。不同导热界面材料的传热介质的散热效果不同,空冷和液冷各有优劣。

  采用气体(空气)作为导热绝缘材料传热介质的主要优点有:结构简单,质量轻,有害气体产生时能有效通风,成本较低;不足之处在于:与电池壁面之间换热系数低,冷却速度慢,效率低。目前应用较多。

  采用液体作为传热介质的主要优点有:与电池壁面之间换热系数高,冷却速度快;不足之处在于:密封性要求高,质量相对较大,维修和保养复杂,需要水套、换热器等部件,结构相对复杂。在实际的电动大巴应用中,由于电池组容量大、体积大,相对来讲功率密度比较低,因此多采用风冷方案。而对于普通乘用车的电池组,其功率密度则要高得多。相应的,它对散热的要求也会更高,所以水冷的方案也更加普遍。

  影响磷酸铁锂电池组一致性的因素

  1)原材料的品质:特别是磷酸铁锂材料系新生事物,其制造设备、合成工艺都不安全成熟、品质易出现波动,导致电池产品一致性受到影响。

  2)生产环境:磷酸铁锂电池做诶一个化工原料众多、工艺繁杂的高科技产品,其生产环境对温度、湿度、粉尘等都有很高的要求,如果没有控制到位,电池品质将出现波动。

  3)制造设备:生产过程中手工的成分越少、设备自动化程度越高,电池一致性越好。

  不同的磷酸铁锂电池组结构传感器会根据测温点和需求来定。温度传感器会被放置在最具代表性、温度变化幅度最大的位置,例如空气的进出口位置以及电池包的中间区域。特别是最高温和最低温处,以及锂电池组中心热量累积较厉害的区域。这样有助于将电池的温度控制在一个相对安全的环境,避免过热和过冷对电池造成危险。

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