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(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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。