新能源汽车是由电驱动的新能源汽车,电池装置在长时间的驱动状态下,电能与热能的比值会出现负增长,一旦电池产生的热量超过热能的输出,就会加剧电能的损失程度,大大降低电池装置的使用寿命。为了促进新能源汽车产业的进一步发展,各大汽车企业需要改进动力电池的开发和优化,及时将电池冷却技术应用于分散的电池装置,有效延长电池的生命周期,为汽车企业创造更多的经济利润。
新能源汽车电池
锂离子电池
三元锂电池本身具有非常高的能量密度和电压,具有重量轻、污染低的应用优势,锂离子电池的应用寿命远长于其他类型的电池,在中国新能源汽车行业具有良好的发展场景,适合发展节能环保产业。
镍氢电池
镍氢电池是碱性电池,具有使用寿命长、整体放电功率高的优点,但镍氢电池的记忆效应明显,制造成本相对较高,因此主要用于电动工具,并将在不久的将来在汽车领域全面推广。
铅酸蓄电池
铅酸电池体积大、重量大,可以释放相对较低的能量,使用寿命相对较短,但其生产中使用的原材料成本不高,稳定性相对优异,因此可以再次回收。现阶段,它们被广泛用于电动三轮车和摩托车电池更换,在能源市场中占有率最高。
燃料电池
燃料电池具有低有害气体排放、低噪声污染等优点,在新能源汽车领域有着广阔的发展空间。燃料电池的工作原理是将化学能转化为电能。然而,与发达国家相比,中国的燃料电池技术和基础设施水平仍有所不同。为此,中国需要提高对动力电池的研究水平,以确保燃料电池能够很好地应用于新能源汽车。
新能源汽车电池冷却系统
新能源汽车的电池冷却系统主要由动力系统冷却和供电系统冷却组成,其中动力系统冷却用于驱动电机、控制器等,供电系统冷却主要用于动力电池和车载充电器。新能源汽车动力电池的间距对整个电池组的工作温度有一定的影响,电池距离的增加也会使电池组工作温度升高,而电池组集中期间的温度分布相对均匀。
新能源汽车的动力电池主要由化学能转换为电能,再由电能转换为动能,而能量转换过程中产生的热量不能及时释放,会导致动力电池周围温度显著升高,这将对锂电池的稳定性产生影响。同时,动力电池始终处于高温状态,这也会对电池的性能产生影响,并将大大缩短电池的使用寿命。
随着电池冷却系统的应用,新能源汽车可以确保电池组始终处于合适的环境中进行能量转换,确保车辆的最大性能。为此,电池冷却系统可以充分利用汽车电池组热管理模式,适当调节动力电池的温度,在电池相对较低时为其提供热量,在电池过高时为其冷却,确保动力电池始终处于最佳工作状态,提高动力电池的整体性能。
新能源汽车动力电池冷却技术分析
空气电池冷却技术
这种电池冷却技术利用空气作为冷却介质,借助对流换热原理达到电池冷却的目的。风冷电池技术本身具有维护成本低、制造成本低的特点,因此可以广泛用作动力电池的保护装置。同时,空气电池冷却技术在应用过程中还受制于空气的比热容和导热性质,因此风冷电池技术对电池的冷却效率不是很高。
液体电池冷却技术
该电池冷却技术具有比热容系数高、传热系数高等优点,利用液体介质实现动力电池冷却。液体电池冷却技术应用的冷却介质主要是液相物质,如乙二醇、水和制冷剂可以用作制冷剂,以达到电池冷却的效果。液体电池冷却技术根据接触方式的不同,分为直接冷却方式和间接冷却方式。电池直接冷却是指将电池模块完全浸没在绝缘冷却液中,通过实现冷却液与电池组的直接接触,达到电池冷却的目的。
间接电池冷却方式是在电池组周围设置冷却盘管,通过冷却液在其中流动,目的是通过对流传热和冷却方式对电池进行冷却。这一阶段常用的冷却介质是新型电子冷却介质NOVEC 7000,它采用传热和介质相变吸热的冷却方法,确保电池组的工作温度始终保持在35℃左右,而过去应用的乙二醇介质将在多次循环下逐渐提高电池组的工作温度。因此,新型电子冷却介质NOVEC 7000在新能源汽车动力电池的电池冷却系统中具有良好的应用前景。
热管电池冷却技术
这种电池冷却技术主要使用密封良好的中空管设备进行冷却,通过在中空管设备中填充相变过程,并在管的两端设置蒸发器和冷凝器来实现电池的冷却效果。热管电池冷却技术的原理是利用蒸发器吸收足够的热量,在中空管毛细管芯的闭合状态下,液体蒸发产生一定的空气压力,使其逐渐向冷凝器的方向流动,气体通过冷凝器时会释放热量,气体会重新固结成液体继续吸收热量,等等以重复循环的形式达到冷却电池的目的。
相变材料电池冷却技术
这种电池冷却技术主要利用相变吸热原理来达到降低电池组工作温度的目的。相变材料本身具有无毒无害、热稳定性好、应用成本低的技术特点。热管电池冷却技术在具体应用过程中不需要依赖任何通道设备或电气设备,可以保证电池组的整体温度均匀,避免电池组出现热点情况,因此在应用环节可以保证电池包运行的安全。
总结
在可持续发展的背景下,新能源汽车行业发展迅速,致力于解决各方面的能源消耗和环境污染问题。如今,新能源汽车中电池组的电量和电池模块的数量都在逐渐增加,动力电池组释放的热量也大大增加。
新能源汽车动力电池冷却技术的应用,可以进一步延长电池的使用寿命,有效保证电池组的安全。因此,在设计新能源汽车动力电池的电池冷却系统的过程中,有必要灵活应用空气电池冷却技术、液体电池冷却技术,热管电池冷却技术和相变材料电池冷却技术注重动力电池的热管理,促进新能源汽车的可持续发展。