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廣域銘島 2024-12-20 14:06:43
在新能源產業蓬勃發展的今天,電池熱管理技術作為保障電池安全與性能的關鍵,日益受到行業內的廣泛關注。作為這一領域的積極探索者,廣域銘島憑借其在新能源電池智造解決方案方面的深厚積累,已經成功服務了超過30家新能源企業,助力其實現產能規模近200GWh的飛躍。通過提供全球最大規模的新能源電池工廠快速投產與卓越運營的雙重保障,廣域銘島以“問題攻堅+信息化”和“精益改善+智能化”的雙重服務模式,精準對接市場需求,實現訂單的精準管理、交付的快速響應、質量的可靠保證以及成本的最優化控制。接下來,本文將深入探討如何在電池熱管理技術中發揮關鍵作用,進一步賦能三電及儲能系統的智能制造工廠,為新能源產業的可持續發展貢獻力量。
隨著全球對清潔能源的需求日益增加,鋰離子電池技術已成為推動新能源汽車、儲能系統等領域發展的核心力量。然而,商用鋰離子電池的安全性問題,尤其是熱濫用條件下可能引發的火災和泄漏,一直是制約新能源行業發展的瓶頸。為了應對這一挑戰,電池熱管理技術應運而生,成為確保電池安全、提升電池性能的關鍵技術。
鋰離子電池在充放電過程中會產生大量的熱量,如果無法有效管理,會導致電池溫度異常升高,進而引發電池性能下降、安全隱患增加等問題。具體來說,高溫環境下,電池內部的化學反應加速,導致不可逆容量衰減加劇,電池壽命縮短。同時,過高的溫度還可能觸發電池內部的熱失控反應,導致電池著火甚至爆炸。因此,電池熱管理技術對于保障電池系統的安全運行、延長電池使用壽命具有重要意義。
電池熱管理系統(BTMS)的主要功能包括:
溫度監測與控制:實時監測電池組的溫度,確保電池工作在最優溫度范圍內。當溫度過高或過低時,通過相應的冷卻或加熱措施,將電池溫度調節至安全范圍內。
散熱與通風:在高溫條件下,通過散熱風扇、散熱片等設備,將電池產生的熱量及時排出,防止電池過熱。同時,通過通風設計,確保電池組內部空氣流通,降低溫度梯度,提高溫度均勻性。
有害氣體排放:電池在熱失控過程中可能產生有害氣體,熱管理系統通過設計合理的通風結構,確保有害氣體能夠及時排出,保障人員和設備的安全。
電池性能優化:通過精確的溫度控制,確保電池組各單體電池之間的溫度差異最小化,從而提高電池組的一致性和整體性能。
目前,電池熱管理技術主要分為空氣冷卻、液體冷卻和相變材料冷卻三大類。
空氣冷卻:空氣冷卻技術是最早開始廣泛使用的動力電池冷卻技術。通過在電池模組周圍安裝散熱風扇和通風孔,利用空氣的自然對流或強制對流,帶走電池產生的熱量。空氣冷卻技術具有成本低、使用壽命長、便于維護等優點。然而,其散熱效果和溫度均勻性相對較差,適用于低放電倍率下的電池冷卻。
液體冷卻:液體冷卻技術利用液體的高導熱性和比熱容,通過循環系統將熱量從電池組中帶走。液體冷卻技術具有散熱效果好、溫度均勻性高等優點,適用于高放電倍率下的電池冷卻。然而,其系統結構復雜,維修難度高,能耗和成本也相對較高。目前,市場上常用的冷卻介質包括乙二醇水溶液等。
相變材料冷卻:相變材料冷卻技術利用相變材料在發生相變時吸收大量潛熱的特性,達到帶走電池熱量的目的。相變材料冷卻系統無需電池額外供應能量,系統質量較輕,散熱和溫度均勻性能好,極具發展前景。然而,目前相變材料冷卻技術還存在技術壁壘,尚未被廣泛應用于實際工程中。
隨著電池技術的不斷進步和新能源汽車市場的快速發展,電池熱管理技術也在不斷創新和完善。未來,電池熱管理技術將呈現以下趨勢:
浸沒式冷卻:浸沒式冷卻技術將電池組中的電池部分或全部浸在冷卻介質中,采用直接接觸的方式散熱。這種技術具有散熱效果好、溫度均勻性高、維修難度低等優點,但也需要解決冷卻液選擇、密封性等難題。
本征抗泄漏相變高分子材料:通過原位聚合的方法制備帶相變側鏈高分子材料,實現固固相變的特性。這種材料具有質量保持性好、潛熱值穩定、結構穩定性高等優點,是未來相變材料冷卻技術的重要發展方向。
智能化熱管理系統:結合傳感器技術和云計算技術,實現電池使用數據的實時監控和預警。通過智能化的熱管理系統,可以在電池發生熱失控之前提前預警和處置,將事故損失降到最低。
電池熱管理技術是保障電池安全與性能的關鍵技術。隨著新能源汽車和儲能系統的快速發展,電池熱管理技術將不斷創新和完善,以適應更高要求的電池安全和性能需求。未來,浸沒式冷卻、本征抗泄漏相變高分子材料以及智能化熱管理系統等新技術將成為電池熱管理技術的重要發展方向。同時,我們也應看到,電池熱管理技術的提升還需要與電池制造工藝、材料科學等領域的協同發展,共同推動新能源行業的持續健康發展。