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新能源動(dòng)力電池是如何散熱的？新能源動(dòng)力電池散熱原理介紹
發(fā)布：諾豐導(dǎo)熱材料
時(shí)間：2022-03-11 13:54:54
動(dòng)力電池是新能源汽車的重要核心部件，其不僅成本昂貴，決定著新能源汽車的造車成本，而且還決定了新能源汽車的續(xù)駛里程，影響著消費(fèi)者的用車感受。
新能源汽車所使用的動(dòng)力電池是一種可充電的化學(xué)電池，它的充放電過程其實(shí)就是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，因而，動(dòng)力電池在充放電過程中，會(huì)隨著化學(xué)反應(yīng)的激烈程度而釋放出一定的熱量。我們知道，動(dòng)力電池內(nèi)部的負(fù)極、電解液和電池隔膜都是會(huì)燃燒的，而且電解液的燃點(diǎn)非常低，因此，新能源汽車巨大的動(dòng)力電池包如果不做好熱管理工作的話，不但容易使電池?fù)p傷，而且非常容易引發(fā)燃燒事故。
動(dòng)力電池包是由眾多的電芯組成的。電池廠商在生產(chǎn)動(dòng)力電池時(shí)，往往會(huì)利用電池的特性進(jìn)行散熱，比如圓柱電池之間空隙較大，方形電池的表面積較大等。另外，電池廠商還會(huì)通過以下方式來給動(dòng)力電池散熱。
方式一：自然散熱。
就是利用高導(dǎo)熱材料做成散熱裝置（背矽膠布的導(dǎo)熱硅膠片應(yīng)用方案比較廣泛），連接到動(dòng)力電池包，用以帶走電池工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，并自然散發(fā)到空氣中。這種散熱方式比較被動(dòng)，散熱效果也不是很好，但成本較低。
方式二：風(fēng)冷散熱。
就是在自然散熱的基礎(chǔ)上，加裝一個(gè)帶散熱片的風(fēng)扇，以增加散熱面積和空氣流通速度的方式，使動(dòng)力電池包內(nèi)部的熱量能迅速散發(fā)出去。
1、在動(dòng)力電池包一端裝置散熱風(fēng)扇，另一端留出通風(fēng)孔，使空氣在電芯的縫隙間加速流動(dòng)，帶去電芯工作時(shí)產(chǎn)生的高熱量；
2、在電極頂部和底部各加上導(dǎo)熱硅膠片，讓兩端不易散發(fā)的熱量通過導(dǎo)熱硅膠墊傳導(dǎo)在金屬外殼上散熱，同時(shí)導(dǎo)熱硅膠片的高電氣絕緣和防刺穿性能對(duì)動(dòng)力電池組有著很好的保護(hù)作用。
方式三：液冷散熱。
就是在動(dòng)力電池包里加裝一套液冷散熱器，并形成一個(gè)回路。電池產(chǎn)生的熱量傳遞給散熱器中的液體后，液體因熱傳遞而產(chǎn)生對(duì)流，使液體能在回路中自行流動(dòng)，從而帶著熱量。
1、電芯的熱量通過導(dǎo)熱硅膠片傳遞到液冷管，由冷液熱脹冷縮的原理任意循環(huán)流動(dòng)將熱量帶走，使整個(gè)動(dòng)力電池包的溫度統(tǒng)一，而冷液強(qiáng)大的比熱容吸收電芯工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，使得整個(gè)電池包在可靠溫度內(nèi)動(dòng)作；
2、導(dǎo)熱硅膠片良好的高回彈韌性和絕緣性能，能夠避免電芯之間產(chǎn)生的震動(dòng)摩擦破損問題，和電芯之間的短路隱患，是水冷方案不錯(cuò)的輔助材料。
方式四：制冷散熱。
就是利用制冷劑以氣液變化的過程作為換熱介質(zhì)，來使動(dòng)力電池的溫度迅速下降。這種方式的散熱效果最好，成本也最高。
目前，新能源汽車動(dòng)力電池以風(fēng)冷散熱和液冷散熱這兩種方式居多。
動(dòng)力電池工作電流大，產(chǎn)熱量大，同時(shí)電池包處于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境，就會(huì)導(dǎo)致電池的溫度上升。動(dòng)力電池散熱有主動(dòng)和被動(dòng)兩種，兩者之間在效率上有很大的差別。被動(dòng)系統(tǒng)所要求的成本比較低，采取的措施也較簡(jiǎn)單。主動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些，且需要更大的附加功率，但它的熱管理更加有效。
不同傳熱介質(zhì)的散熱效果不同，空冷和液冷各有優(yōu)劣。
利用導(dǎo)熱硅膠片作為傳導(dǎo)熱量的介質(zhì)的主要特點(diǎn)：在動(dòng)力電池的電芯與電芯之間、電池模組與電池模組之間、電池模組與外殼安裝動(dòng)力電池導(dǎo)熱硅膠片，此導(dǎo)熱硅膠片具有高導(dǎo)熱絕緣、減震、抗撕拉、填縫能力佳，使用壽命10年以上等特性，可以快速將熱源產(chǎn)生的熱通過導(dǎo)熱硅膠片快速傳導(dǎo)出去。
采用氣體（空氣）作為傳熱介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，有害氣體產(chǎn)生時(shí)能有效通風(fēng)，成本較低；不足之處在于：與電池壁面之間換熱系數(shù)低，冷卻速度慢，效率低。目前應(yīng)用較多。
采用液體作為傳熱介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)有：與動(dòng)力電池壁面之間換熱系數(shù)高，冷卻速度快；不足之處在于：密封性要求高，質(zhì)量相對(duì)較大，維修和保養(yǎng)復(fù)雜，需要水套、換熱器等部件，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。
