磷酸鐵鋰電池組工作時如何解決散熱問題

來源：存能電氣  日期：2019-08-16 15:26  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰電池組工作時如何解決散熱問題？鋰電池產(chǎn)業(yè)的逐步興起為我們的生活以及工業(yè)上的需要都帶來了很多的優(yōu)勢，就拿電動自行車來說，鋰電池組的出現(xiàn)使得很多人都將鉛酸電池?fù)Q成了鋰電池組，因為很多人都看重了磷酸鐵鋰電池組的優(yōu)點，綠色環(huán)保，使用循環(huán)次數(shù)高等等。但是磷酸鐵鋰電池組特別容易發(fā)燙、易燃，如何解決磷酸鐵鋰電池組工作時散熱的問題呢？

　　磷酸鐵鋰電池組發(fā)熱原因

　　鋰電池大部分是易燃、易揮發(fā)的非水溶液組成，這個組成體系相比水溶液電解質(zhì)組成的電池有更高的比能量和電壓輸出，符合用戶更高的能量需求。因為非水溶液電解質(zhì)本身易燃、易揮發(fā)，浸潤在電池內(nèi)部，也形成了電池的燃燒根源。

　　因此上述兩種電池材料的工作溫度都不得高于60℃，但現(xiàn)在室外溫度已接近40℃，同時電池本身產(chǎn)熱量大，將導(dǎo)致電池的工作環(huán)境溫度上升，而如果出現(xiàn)熱失控，情況將十分危險了。為了避免變成“燒烤”，給電池散熱就尤為重要了。

　　磷酸鐵鋰電池的振實密度較低，也正是這一特點決定了磷酸鐵鋰電池在電動工具方面上的使用有所成效，相對來講如果將磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在手機(jī)上，那么它的弊端則暴露無遺，最為明顯的一個缺點就是容量不足。在工作的時候，磷酸鐵鋰電池組難免會產(chǎn)生熱量，一般來講，磷酸鐵鋰電池組的工作環(huán)境是-50℃到+80℃之間，但是實際情況中，磷酸鐵鋰電池組在工作的過程中以及國祚過程之后都是需要產(chǎn)生熱量的，所以，我們最好將磷酸鐵鋰電池組的溫度控制在+50攝氏度之下，然而磷酸鐵鋰電池組最大的一個缺點就是對于低溫的耐性很低，通俗的講就是磷酸鐵鋰電池組不耐低溫，所以盡量不要在超過的溫度范圍內(nèi)工作。

　　不管磷酸鐵鋰電池組是在高溫下工作還是低溫下工作，兩種情況都會對磷酸鐵鋰電池組產(chǎn)生較大的損耗，因為磷酸鐵鋰電池組長期在高溫下工作，雖然從化學(xué)角度來講有利于電極材料的轉(zhuǎn)換，但是上面也講到磷酸鐵鋰電池組主要應(yīng)用于電動工具方面，所以其放電量是很大的，雖然磷酸鐵鋰電池組具有耐高溫的特點，但是長期在高溫下工作也是會對磷酸鐵鋰電池組有一定的影響，最為常見的就是使用一段時間后發(fā)現(xiàn)電池組的容量明顯下降，對于此種情況，這是所有二次電池的通病，而磷酸鐵鋰電池在這方面的損耗還是相對較低的。

　　磷酸鐵鋰電池組工作時散熱問題解決方法

　　動力磷酸鐵鋰電池組散熱有主動和被動兩種，兩者之間在效率上有很大的差別。被動系統(tǒng)所要求的成本比較低，采取的措施也較簡單。主動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些，且需要更大的附加功率，但它的熱管理更加有效。不同導(dǎo)熱界面材料的傳熱介質(zhì)的散熱效果不同，空冷和液冷各有優(yōu)劣。

　　采用氣體(空氣)作為導(dǎo)熱絕緣材料傳熱介質(zhì)的主要優(yōu)點有：結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，有害氣體產(chǎn)生時能有效通風(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)點有：與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)相對復(fù)雜。在實際的電動大巴應(yīng)用中，由于電池組容量大、體積大，相對來講功率密度比較低，因此多采用風(fēng)冷方案。而對于普通乘用車的電池組，其功率密度則要高得多。相應(yīng)的，它對散熱的要求也會更高，所以水冷的方案也更加普遍。

　　影響磷酸鐵鋰電池組一致性的因素

　　1)原材料的品質(zhì)：特別是磷酸鐵鋰材料系新生事物，其制造設(shè)備、合成工藝都不安全成熟、品質(zhì)易出現(xiàn)波動，導(dǎo)致電池產(chǎn)品一致性受到影響。

　　2)生產(chǎn)環(huán)境：磷酸鐵鋰電池做誒一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求，如果沒有控制到位，電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動。

　　3)制造設(shè)備：生產(chǎn)過程中手工的成分越少、設(shè)備自動化程度越高，電池一致性越好。

　　不同的磷酸鐵鋰電池組結(jié)構(gòu)傳感器會根據(jù)測溫點和需求來定。溫度傳感器會被放置在最具代表性、溫度變化幅度最大的位置，例如空氣的進(jìn)出口位置以及電池包的中間區(qū)域。特別是最高溫和最低溫處，以及鋰電池組中心熱量累積較厲害的區(qū)域。這樣有助于將電池的溫度控制在一個相對安全的環(huán)境，避免過熱和過冷對電池造成危險。