纯电动汽车的热管理技术

纯电动汽车的热管理技术

纯电动汽车的热管理系统，除去满足保证驾驶人员舒适的驾驶环境，控制车室内环境的温度、湿度、送风温度等，主要是对动力电池进行温控，对动力电池的控温是保障电动汽车高效安全运行的重要前提。

用于动力电池的冷却方式有很多种，可分为空气冷却、液体冷却、散热片冷却、相变材料冷却和热管冷却等。

温度过高或过低都会影响锂离子电池的使用性能，但不同温度对电池内部结构以及离子化学反应等所造成的影响是不同的。

低温时，充放电过程中电解液的离子电导率较低、正极/电解液界面和负极/电解液界面的阻抗较高，从而影响正极与负极表面的电荷传递阻抗及锂离子在负极中的扩散速度，最终影响电池倍率放电性能和充放电效率等关键指标。低温下，电池的电解液中部分溶剂会发生凝固，导致锂离子迁移困难；随着温度下降电解质盐的电化学反应阻抗会不断增加，同时其离子的离解常数也不断减低，这些因素都会严重影响离子在电解质中的移动速率，降低电化学反应速率；并且低温下电池在充电过程中由于锂离子迁移困难会引发锂离子还原成金属锂枝晶反应，导致电解液分解，浓差极化增加，并且这种锂金属枝晶锐角锋利，易刺穿电池内部隔膜，引发电池内短路，引发安全事故。

高温不会导致电解液溶剂凝固，也不会降低电解质盐离子的扩散速率；相反，高温而会提高材料的电化学反应活性，提高离子扩散速率加快锂离子的迁移，因此从某种意义上讲高温有助于提高锂离子电池的充放电性能。但是温度过高时会加速SEI膜分解反应，嵌锂碳与电解液的反应，嵌锂碳与粘接剂的反应，电解液分解反应以及正极材料的分解反应，从而严重影响电池的使用寿命和使用性能。以上所发生的这些反应几乎都是不可逆的，当这些反应速率加快时，电池内部可用于进行可逆电化学反应的物质会迅速减少，使电池性能在短时间内衰退。并且当电池温度持续上升超过电池安全温度后电池内部自发发生电解液及电极的分解反应，这将在极短的时间内产生大量的热量，即发生电池的热失效，这将导致电池彻底被破坏。在电池箱狭小的空间内，热量难以及时散出，短时间内出现热量的迅速堆积，这极有可能导致电池热失效的迅速蔓延，使电池包冒烟、自燃甚至爆炸等安全事故的发生。