详细介绍:
由于各类电池的性能和结构差异,在实际使用中散热量需求的差别较大。
1.铅酸电池
铅酸电池的使用较为广泛和常见,由于其主要集中在低速电动汽车上,且功率密度较低,续驶里程要求也不高,一般不需要进行强制散热,采取普通的自然通风散热即可满足要求。
铅酸电池在使用过程中,特别是对其进行充电的过程中,会产生氢气,氢气属于易燃易爆气体,因而应用在电动汽车上时,除了保证电池安装牢固可靠外,还必须考虑电池的通风系统,避免氢气的聚集而引起事故。铅酸电池的电解液硫酸属于强腐蚀性液体,在电池安装设计时,应考虑电解液泄漏收集和排放装置,避免电解液对车体的腐蚀。
2.锂离子电池
锂离子电池种类繁多,且受温度的影响较大,过高的温度容易使电池电解液分解,引起电池早衰。如果电池温度差别较大,还会引起电池充放电不均衡等问题,因而在应用中均需要强制通风散热。
锂电池的散热量相对较低,但是由于在安装和使用过程中,一般将电池做成电池组或电池包。大量锂电池在一起工作容易产生热量的堆积,影响电池性能,因而对锂电池系统的散热主要是为了避免热量堆积。图5.2所示是常见的几种锂电池组设计。
锂电池的使用条件和要求相对较高,冷却的方式可以采用自然散热,也可以强制散热。一般推荐通过加装散热风扇的方式进行强制散热,风扇的位置可以位于电池组底部,如图5.3(a)所示,这种结构一般采用吹风的方式进行散热;也可以位于顶部,如图5.3(b)所示,此种结构一般采用吸风的方式进行散热;还可以位于电池组侧面,如图5.3(c)所示,这种散热方式一般是采用横流风的方式,带走电池表面的热量。
电池的散热通风必须满足电动汽车电池内部热量均匀散发的需求,应有较明显的气流运动条件。电池的冷却环境也要进行必要的规划,以充分发挥电池组的最大功效,除电池组本身要注重散热外,还要遵循如下规则:
(1)电池的安装位置与电动机和电动机控制器距离应合理。过远的安装位置将会使得连接电缆相应加长,电缆过长导致电阻增加,长时间使用条件下,电缆的温度将会升高,同时电阻继续升高,也会加剧电缆上的电能损耗,这会对整车的续驶里程产生影响,还会加剧电缆绝缘的老化,导致绝缘失效。
(2)电池的安装空间要有良好的通风环境。一般电池的工作环境温度设定为-10~60℃,如果电池组的安装空间散热不佳,电池散失的热量不能很好地释放,将会在电池舱中累积,导致工作环境温度升高,对电池的使用寿命产生重大影响。
(3)电池组的安装位置应尽可能高。电池组受到的另一个威胁是水,电池组位置过低,将会导致车辆的涉水能力不足。一旦电池组浸水,将会引发绝缘事故,导致电池组上的管理系统-散热风扇等损坏。
(4)电池组便于检修和拆卸。由于电动汽车采用的电池数量较多,电池的一致性难以保证,容易导致个别电池早损,需要及时进行维护和检修。
的充放电,所示。镍镉、镍氢类电池的散热要求与锂离子电池的应用类似。
3.钠硫电池和燃料电池钠硫电池的使用条件比较特殊,钠硫电池、在高300~350行放电,一般来说,钠硫电池需要特殊的设备,确保钠硫电池能够稳定地处于300~350℃条件下。该种电池需要制作恒温箱,散热要求非常苛刻,由电池厂家提供设备。
常见的电动汽车用燃料电池主要有PEMFC、AFC和PAFC三种,这三类燃料电池的温度需求也不尽相同。燃料电池是以燃料的电化学反应发电,其工作温度一般在60~100℃,须设有专门的冷却装置,由于冷却水的温差小,所需散热器的体积大。美国研制的燃料电池电动汽车用的散热器体积是相同功率内燃机用散热器体积的1.5倍。燃料电池的冷却介质为无离子水。一般其排热方式有:电池组本体外部冷却法,冷却剂通过电池组内部管道进行循环,电极气体通过外部冷却器进行循环;电解液通过外部冷却器循环等方法。电池的散热装置一般由电池公司设计制作。
‘ 4.其他储能装置
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