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        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        來源:轉載 作者:admin 時間: 2023-01-31 瀏覽次數:

        前幾天,我在論壇里看到了一張給電動公交車電池倉吹灰的照片,這讓我想起了卡車動力電池上,咱們常常忽略的一個問題:電池冷卻。而這,恰恰是對純電動車來說,非常重要的一件事情。今天,咱們就來聊聊。

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        關于電池冷熱的問題,我們早在《電池有多嬌貴?“冷了、吃撐了”會炸?》里面就聊到過,根據百度百科“析鋰”詞條顯示:“析鋰是鋰離子電池的一種損耗狀況。如果在低溫下重復充電,對電池造成損害,降低電池的安全性,特別是在受到外界的擠壓,沖擊等?!?br style="text-align: left;"/>

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        此外,電池自身在充放電的過程中也會發熱,不同的電池自身也有不同溫度下充電轉臺電解液反應活性造成的自加熱速率特性。根據鳳凰網上的一篇報道顯示:“在105℃左右,NCM811開始發熱,而NCM111還沒有,一直到200℃時才開始出現了發熱。NCM811在從200℃開始,發熱速率為1℃/min,而NCM111還是0.05℃/min,這也意味著NCM811/石墨體系的電池較難通過強制安全認證”

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        而電池的自燃和爆炸,就與析鋰和熱失控有關。簡單地說,析鋰現象是電池正負極材料上,鋰金屬的沉積。而鋰金屬在沉積的時候,容易出現棱角,這種情況又叫鋰枝晶。咱們可以這樣理解,離在沉積的過程中,可能形成像樹枝或者尖刺一樣的金屬鋰,而這對于電池內部來說,就是噩夢了。

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        這些東西刺穿電池隔膜之后,電池內部就非常容易出現短路,短路的電池會快速發熱,引發自燃甚至是爆燃。而一顆電池爆燃,就會對旁邊的電池產生加熱,過熱的電池內部由于不能承受這種高溫著火是早晚的事情,慢慢的這種燃燒蔓延了,整個車也就燒毀或者爆炸了。

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        除了析鋰之外,前面咱們說到了電池自己在工作的過程中也會發熱,如果咱們不加以控制,其自身熱到一定情況下也會進而發生熱失控,導致整車的自燃。所以說,從安全角度來說,電池冷了、熱了都不行。

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        而從使用角度來說呢?電池在低溫環境下會衰減,大家都知道,但其原理是什么卻有很多人不清楚。這個要從電池原理來說起,其實鋰電池充放電就是鋰離子從正負極嵌入脫出的過程,咱們可以理解成一個鋰離子在正負極之間流動的過程。

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        當咱們用大電流充放電的時候,本來就不容易進入正負極的鋰離子蜂擁而至,就更容易析鋰了。所以適當減小充電電流,能保護電池。此外,鋰離子要通過電解液,在正負極之間流動,冬天電解液受制于熱脹冷縮的原因,密度更大,更粘稠更不容易穿過,也會影響充放電。

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        這一點,在一項研究成果中也得到了佐證。在nature網站上顯示:賓夕法尼亞州立大學材料與工程學杰出教授王朝陽(Chao-Yang Wang)等多位研究人員對充滿電后續航里程約560公里的鋰離子電池進行了實驗,發現在電池內部添加超薄的鎳箔之后,11分鐘可以將電池充電到70%,行駛約400公里,而12分鐘時可以充電到75%,行駛約440公里。

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        而根據相關資料顯示,這塊鎳箔所產起到的作用,就是對電池進行加熱。換句話說,這個快充的原理很可能就是對電池進行充分加熱之后,來實現快充的。也就是說,電池充放電,都需要進行很好的熱管理,才能實現快充快放。

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        一般來說,目前來實現電池熱管理的主要方式就是風冷和液冷(水冷)。風冷顧名思義就是采用空氣循環的方式進行冷卻,這就跟摩托車上的風冷發動機一樣。主要用在小VAN和輕卡上。比較高端的風冷方案,會采用一些導熱材料,將熱量傳遞到外殼上面提升散熱效率。

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        但是這東西并不穩定,換句話說夏天熱了散熱效率就下來了,冬天冷了它也沒什么好辦法加熱。但它的好處,就是經久耐用而且可靠。這里咱們引用一個“江湖傳言”,在小編剛入行的時候,我聽到過一個傳說。

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        說某品牌的跑車最早一直堅持用風冷發動機,為什么呢?因為這個國家在某一時期的“領導”非常喜歡這輛車,其采用風冷發動機就是保證領導在車輛被槍打了之后,發動機依然能夠運行,順利逃跑。這樣說確實有一點道理,畢竟水冷的車一旦冷卻管被打斷,這車也就基本上和行駛說再見了。

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        當然,風冷也不是絕對沒問題的。小編朋友的某款混動車型,就是因為風冷電池內部被塵土、毛絮堵死了,導致了車輛故障,最后花了數千元的維修費才修好。

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        相較于風冷的可靠,液冷的特點是散熱效能更好,無論冬夏都能實現比較好的電池溫度管理。而貫穿電池內部的液冷管路,也能使電池從內到外得到更好的散熱。在電池比較冷的情況下,液冷系統還能通過電機余熱,甚至是加熱器為電池輸送一定的熱量,來加熱電池。對于馬力需求較大的重卡,液冷電池無疑更加合適。

        風冷?水冷?電池還需要管理自身熱量?

        我們在之前看到的某純電動卡車上,也看到了電池箱體內導出了冷卻液管路和冷卻液的儲存箱。當然,液冷電池也不是完美的,其造價更高,而且管路斷裂之后必須及時維修才能繼續使用,也是其比較大的問題。

        ●  編后語:

        我們在走訪市場的過程中,發現買新能源卡車的卡友很多都只在乎電池容量,但對于電池熱管理并沒有什么概念。我們希望你看完這些之后,再買車問問電池是怎么散熱的,畢竟根據自己的實際使用情況、使用環境來買車才能事半功倍,你覺得呢?

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