实际所用到的热设计知识,与常规电子产品如服务器、电源等产品并无本质差异,仍需要从热传导、对流换热、辐射换热三个角度考量合理的热管理方式。锂离子电池在充放电循环过程中伴随有各种热量的吸收或产生,并导致其内部温度发生变化。这些热量包括由化学反应熵变产生的可逆热Qr,电极因极化产生的极化热Qp,因电阻产生的焦耳热Qj,电池本身因温度升高而吸收的热量Qab,电池内部因发生副反应所产生的热量Qs等[8]。上述各吸热和放热部分,可以使用如下公式示意性描述:电池总的产热量:Q=Qr+Qp+Qs+Qj+Qab有的研究将电池的极化热与焦耳热之和等效为由于电池的全内阻带来的热量,而电池的全内阻则可以通过仪器测定。某些情况下,为细化内部热量分布,还可以使用仪器测量电池的欧姆电阻,欧姆电阻即为焦耳热Qj的产生来源[9]。电池的发热速率不是一个固定值。动力电池充放电过程中,电池内部化学反应复杂。热量的产生与电池的类型、充放电速率和工作温度都直接相关,产热机理影响因素的复杂性使得很难直接使用数值方法对电池的发热速率进行模拟计算。下图是50℃工作环境温度下某LiFePO4锂离子电池在1C充放电时电压和热流随时间的变化曲线[8]。准确估测动力电池组的荷电状态 (State of Charge,即SOC),即电池剩余电量。西安全智能监测电池管理系统哪里有
结合电子产品运行场景,电池热管理系统的目标可以细化如下:保证单体电池处于适宜的工作温度范围,能够在高温环境中将热量及时转移、低温环境中迅速加热或者保温减小单体电池内部不同部位之间的温度差异,保证单体电池的温度分布均匀;保持电池组内部不同电池的温度均衡,避免电池间的不平衡而降低性能;考虑极端情况,消除因热失控引发电池失效甚至等危险;满足电动汽车轻型、紧凑的要求,成本低廉、安装与维护简便;有效通风,保证电池所产生的潜在有害气体能及时排出,保证使用电池安全性;温度等相关参数实现精确灵敏的监控管理,制定合理的异常情况应对策略。任何方案的设计都需要先明确输入信息或限制条件,其中基础的、必不可少的信息有如下三类:1.电池自身的发热速率:热管理方案的原理是通过一定手段将电池发出的热量转移到合适的位置来控制电池温度,电池发热速率决定管理方案的热量转移效率要求;2.电池的温度要求:不同电池对温度敏感性不同,而温度是热管理系统控制的主要参数。3.电池的热物理性质:在相同的产热速率和热管理方案下,电池本身的导热系数、密度和比热容等电池热物性参数对电池温度表现有巨大影响。电池热管理系统的设计。四川环保电池管理系统厂电池内短路是极复杂、极难确定的热失控诱因,是目前电池安全领域的国际难题,可导致灾难性后果。
则认为其不再适用于车辆牵引,但电池可能仍保持其原始容量的80%。因此可以将车辆使用过的旧电池组以指定的剩余寿命迁移到其它需自耗电池的应用中,进行二次使用。对汽车制造商而言,成功的BMS需要在系统设计初期就仔细选择BMSIC。制造商需要了解在整个操作环境和车辆使用寿命的过程中,特别是高电压电池和逆变器噪声等恶劣的电磁干扰(EMI)环境下,各个IC供应商所提供的产品测量精度与稳定性之间的差异。准确的电压基准是所有BMSIC的重点。芯片所采用的参考拓扑类型各不相同,带隙结构是非常常用的,它们在精度与芯片面积之间,以及整个温度范围内的精度都做了较好的权衡。例如,ISL78714锂电池组管理IC使用了精确的带隙基准设计,这一设计具有良好的应用记录,并非常适合要求苛刻的汽车应用。该技术稳定、成熟、特点鲜明,并经过多年应用及优化。准确的电压基准直接影响汽车制造商的保修和经营成本指标,是设计人员计算车辆电池寿命时考虑的一个关键因素。除了精度基准,用于测量精度的另一个关键功能模块是ADC,主电池电压测量模块。两种流行且常用的ADC类型是逐次逼近寄存器(SAR)和delta-sigma。在这两种技术中,SAR具有极快的采样率。
4)描述了采用Bernardi生热率模型得到的电池电场与热场之间的关系M:式中:r为电池生热率;k为生热率调整系数,放电与充电时k的取值分别为;VB、IL、UL分别为电池单体体积、电池充电电流与电池充电电压;θ与V分别为温度与开路电压;IL/VB、dM/dθ分别为电池焦耳热、电池化学反应热的温度影响。。外部热源对电池产生的热、电池自身产生的热是电池热量的关键来源[11]。电池热分析模型主要任务是研究电池自身生成热量并散去的效果,即电池传热、冷却过程等。将上述获取的电池热特性参数、电池生热速率作为分析参数,构建电池热分析模型。由于传统方法在进行电路保护设计时,没有考虑到干扰因素的影响,导致出现后期保护过程中保护时延高的问题,为解决该问题,本文考虑电池热分析模型的不稳定性、时变性往往由工作电流、内阻、剩余电量SOC等因素干扰造成,基于上述因素,定义了一个理想环境,构建电池热分析模型,定义内容如下:前列,温度与剩余电量的变化不对实验环境造成干扰,使用材料密度相同、介质均匀,每种材料比热容相等,x、y、z三个方向上材料热导率一致;第二,电池内部结构的电流密度匀称,并且生热速率相同。在上述定义基础上,根据三维热传导微分方程[12]。过低压电气接口与整车进行通讯,控制BDU(高压分断盒)内的继电器动作,实施监控电池的各项状态。
在引入热管的散热系统中,动力电池不仅能维持在正常工作的温度范围内,而且各电池单体之间也能够保持温度的均匀性,这是强制冷却散热系统所不能达到的效果。但其质量和体积过大,存在换热极限。热管冷却电动车电池加热系统上面介绍了四种给电池散热的方法,接下来将介绍一下为了使电池适应低温环境的加热方式。加热系统主要由加热元件和电路组成,其中加热元件是较重要的部分。常见的加热元件有可变电阻加热元件和恒定电阻加热元件,前者通常称为PTC(positivetemperaturecoefficient),后者则是通常由金属加热丝组成的加热膜,譬如硅胶加热膜、挠性电加热膜等。电动汽车**PTC动力电池硅胶加热膜PTC由于使用安全、热转换效率高、升温迅速、无明火、自动恒温等特点而被普遍使用。其成本较低,对于目前价格较高的动力电池来说,是一个有利的因素。但是PTC的加热件体积较大,会占据电池系统内部较大的空间。绝缘挠性电加热膜是另一种加热器,它可以根据工件的任意形状弯曲,确保与工件紧密接触,保证较大的热能传递。硅胶加热膜是具有柔软性的薄形面发热体,但其需与被加热物体完全密切接触,其安全性要比PTC差些。BMS 硬件的拓扑结构分为集中式和分布式两种类型。天津动力电池管理系统哪里有
BMS管理系统主要由各类传感器、执行器、控制器以及信号线等组成。西安全智能监测电池管理系统哪里有
对于电动汽车而言,为了保障电池有个合理的工作温度范围,都会通过一定的管理系统来对电池进行监控和管理,用以保证电池系统的性能和寿命。而这样的一套系统便是电池液态热管理系统,电池液态热管理系统是电动汽车电池管理系统当中的一部分,它与电池管理系统共同构成了电池的管理的安全之门,那么电池液态管理系统是什么?对于电池而言,在工作的时候电池的温度范围控制在25℃到40℃之间,要是电池的工作温度过高、过低,或者电池组内温度不一致都会产生问题。为了避免其产生过热或者过冷,便通过其管理系统来实现电池的恒温,而液态热管理系统内部有导热介质、测控单元以及温控设备构成。导热介质主要有空气、液体与相变材料这三大类。以常见的液体冷却技术来看,当电池内部产生的温度的时候,通过测控单元控制温控设备,使得电池内部的液体进行对流换热,将电池内部所产生的热量带走,从而就能够降低电池自身所产生的温度了,而对于这样的一套方案来看,主要的形式就是将电池单体或模块沉浸在液体中、在电池模块间设置冷却通道和在电池底部采用冷却板。这样便能够很好的控制其电池液态热管理系统更好的工作了。西安全智能监测电池管理系统哪里有
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