高能密锂离子电池热管理技术的现状

2022-08-09      412 次浏览

锂电产业吸金千亿,黄金罗盘指向何方,2018中国国际锂电暨电动技术发展高峰论坛,于4月20-21日在上海召开,本次大会由:第一锂电网,第一电动车网,中国充电桩网,锂电百人会,贺励展览联合主办,同期:中国国际电动汽车暨充换电技术高峰论坛,本次大会超过40位嘉宾出席演讲分享,超过500位嘉宾出席,同时超过20家企业设立展台宣传最新技术和产品。


各位下午好,我是来自天劲新能源的彭刚柔,今天的内容很多,收获很大!请允许我介绍一下我们公司,这是一家电池生产企业,是座落在深圳的国家高新技术企业,从06年到现在走过了13个年头,也是自主创新100家企业。我们作为一个良心软包企业,对常见的这几种电池的形态,做了一个尽量中肯的梳理。无论是在同行还是终端客户这里,都有很多的讨论,但是大家的心态还是比较开放一点,任何的电池都可以合适的应用场景,回到今天的主题,首先我会简述一下为什么讨论这个事,大概的一些背景情况,然后简单的说一下热管理的设计流程,然后展开一下,最后做一个小节。


从现在到不远的将来,对新能源汽车的续航里程和动力电池的能量密度提出了更高的要求。在这么一个过程中,机遇和挑战并存,产热量提高,对散热的要求也会高,使用的场景复杂,维护困难。尤其是我们家用的一些用户,这样子了复杂的场景,也给用户带来了一系列的困难,热管理是一个非常重要的环节。这么一张图呈现给大家系统热管理的流程。机遇整个电池包的空间质量的限制。后面的部分我会基于仿真和新材料的选择方面,对设计的流程进行一些相关的阐述。


今天中午也和专业做仿真的朋友有了一些简单的交流,这是一个活跃的系统,因此我们需要通过一些术前模型对电和热的分布进行一个描述。整体来说,数学的形式比较简单,同时也可以抓取到电池的分布的情况,进而得到温度的分布,通过一系列的NTGK模型,我们就知道这个电池是不是设计的足够的均衡,通常可能对一个电池包,有一些电池会有短版的效应,对于我们单个电池的部分也是有同样的情况的,通过这么一个UI,知道设计的是不是合理。


通过这个模型可以感什么,首先可以优化一下我们的电芯尺寸,它是一个热电耦合的模型,对整个的工作流程可以起到一个简化的作用。这是展示的某一款电池经过了一段时间以后的电池的分布。这是展示单个电池的一个情况。


有的时候我们通过一些降维的分析可能会更有效率,这个留给之后和大家一起做进一步的探讨。在实际的过程中,我们面对不同的要求的电池包,我们的应对的措施也是不尽相同的,这个展示了我们在碰到不同要求的电池包的时候,所采取的不同的设计的策略,对于一个热设计工程师来说,不作为或者是过度的设计都是错误的,只有对实际的情况进行实际的匹配,才是正确的工作的方式。


我们会把电池的温差控制在5度之内,尽量的适应比较广泛的应用的区域,保证使用的便利性,这是我们一直以来践行的标准和对广大客户的承诺。在整个设计的过程中,我们要考虑电通道是如何构建的,在我需要导热的地方应该怎么做,需要隔热的地方应该怎么做。这里还有一个比较重要的点,我们在这个设计的过程中,可能会面对各样的元件,在选用的过程中,是不是可以做一些比较聪明的设计,这样子的话,我们和电池包的设计会更加的干净,更加的有效率一些。采取模块化的设计,对保持设计的柔性是非常的有好处的。同时采用一些高导热的材料,也可以保证电池的热量传输到外部传热通道,这样子的材料经过固化以后,也可以为我们提供一个相对良好,相对安全的环境。


PACK大家都知道了,是我们电池加热的时候的一个常见的加热选项,我们是不是可以通过一些良好的机械设计,让它实现精准的控制,在我需要加热的时候就加热,起到一个良好的导热的作用,并且承担一定的强度的要求。这样子整个电池包的设计,也许会更加的简洁。


这里列举了一些经常会使用到的导热,隔热的材料,这些都是我们工作中的一个,如果我们想要对电池包进行设计,或者是采取影响的话,这都是我们可以利用到的东西,新材料的引用和应用,也是非常重要的一环。


那我直接做一个结论。建立完善的热管理设计流程,是非常的有好处的。另外仿真工具的使用和新材料,也有助于热管理工作的开展和实现,那我今天的报告就到这里,谢谢大家。

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