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锂离子电池在低温环境下如何提升性能

时间:2022-09-17 编辑:亚博手机版 游览:184次

低温是影响锂离子电池性能的重要因素。低温会降低锂离子电池的工作效率,严重的影响其工作性能。为适应低温环境下的锂离子电池需要对其进行加热。目前,对低温蓄电池进行了如下的加热:


外部加热锂离子电池
外热是目前最常用的一种采暖方式,它主要是利用外部热源对电池进行加热,其主要优点是结构简单,但其外部加热效率较低,因此需要大量的电能,但同时也会造成电池内部温度的变化,从而降低电池的失效速率,从而降低锂离子电池的寿命。


(1)加热该液体
液体的热导率和热容比空气高,因而可以更好的导热,但是相对来说,液态加热系统要复杂得多。根据电池在受热过程中是否接触到导热液体,可以将其分为两种:1)无接触式和2)浸泡式。下面是一个典型的液态加热系统的结构。在电动汽车上,采用了无接触式液态加热装置。比如,他用360 V的加热器把液体加热,再把它输送给电池。


(2)加温
由于其结构简单、成本低廉,因此被广泛地应用于电动汽车行业。本发明的空调温控系统,其基本工作原理是利用电热系统加热外部的空气,再利用风扇将其送入电池组,使其发热。常规的热风加热方法,加热速度可达到0.5~3℃/分钟。气流的流速及温度对预热效果有一定的影响。有关研究结果显示,增加气流的速度比增加气温的作用更为显著。而升高的气温也会导致电池内部的温度梯度变得更加显著,从而对电池的使用寿命产生不利的影响。虽然本田的 Insight和普锐斯都采用了这款发动机,但是其依然存在着诸如噪声和低效等诸多问题。


(3)预加热相变物料
无论是空气加热还是液态加热,都需要更多的管道、泵、加热器等复杂的元件,增加了电池组的造价,增加了设计的难度。电池组的预热和相变材料提供了一种更为简便的方式,它主要是利用相变材料在相变过程中所释放或所吸收的热来进行电池的加热和冷却,但是相变材料的热传导系数通常很低,不利于向电池的迅速传热。
电炉预热

除了以上提到的预热方法,我们还可以用电加热器来加热,主要包括:1) Peltier效应加热器、2)电热片、3、电热罩、4、电热片。

利用半导体珀尔蒂尔效,在加热过程中产生了加热和冷却两个表面。通过对电流的方向进行控制,可以实现对冷热端的位置进行调节,从而实现对电池进行降温和加热,并对电流的大小进行控制。这种方法可以使加热速度在0.6~1℃/分钟之间,并且预热所需的能源大约为2.5%。加热炉加热电热板的加热方法是将电热板置于电池的上部或下部,通过电热板产生的热量可以通过电热板传导至蓄电池。电加热板通常是用 PTC (PTC)制造的。当温度上升时,电阻增加,实现了对温度的自动控制。

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