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电动车热管理行业报告:电池热管理、汽车空调系统及电驱动及电子功率件冷却系统(42页)

行业报告下载 2020年05月28日 06:18 管理员

动力电池度工作温度有严格要求,是决定性能、安全及电池寿命的关键因素。 电池在实际使用中将面临复杂多变的工况条件,尤其在车辆运行过程中狭小的 空间中积攒热量的释放、以及在冬季低温下对电池能量最大化利用,热管理是 保障电池在工况温度(20~35℃)以及维持电池各区域温度一致性的关键手段。从性能角度,过低的温度使得电池活性下降,进而降低充放电性能,导致 电池容量迅速衰减(据实验,10℃/0℃/-10℃/-20℃下放电容量仅为 20℃常温 时的 93%/86%/65%/43%,为冬季续航衰减元凶之一)、充电时间延长以及加速 无力等状况。此外,电池模组中不均等的温度将导致充放电的不均衡,从而电 池包性能受极大影响。

从安全角度,当整体或局部温度过高时(接近 60℃),电池内部材料及活 性物质极易分解,进而演变成“热失控”(发热量可使电池温度上升至 400-1000 度,从而起火或爆炸)。低温下,电池充电倍率需维持在较低充电倍率(充电时 间同时将延长倍数级),否则将导致电池析锂而造成内短路起火风险。 (3)从电池寿命角度,过高、过低及不均匀的温度均将引起电池寿命的下降。 长期的高温工作环境将导致电池循环腰斩,低温充电易发的电池析锂将导致电 池循环寿命急速衰减至几十次。

受成本及技术制约,电池热管理在传导介质运用上并未统一,可分为风冷(主 动式和被动式)、液冷和相变材料(PCM)三大技术路径。其中风冷由于结构 简单、无泄露风险且具经济性,同时对应的冷却效率较低且难以保证电池模组 温度一致性,被广泛应用在初期发展的 LFP 电池以及小型车领域;液冷冷却效 果优于风冷,为目前乘用车优化的主要方案,同时成本有上升;相变材料兼具 换热效率及成本优势且维护成本低,但目前技术尚在实验室阶段而未完全成熟, 是未来最有潜力的发展方向。

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