TPC-213-HT用于动力电池液态冷却系统a.pdf

TPC-213-HT 用于动力电池模组的液体冷却系统 [摘要]本文介绍了双组份硅导热材料TPC-213-HT 在动力电池液体冷却系统中的应用，并详 细说明采用点胶工艺对扁平液体冷却盘管进行三面包胶的方案，实现了绝缘导热包裹材料一 次性加工完成的要求。 1．动力电池模组的散热系统是保证电池寿命及续航时间的关键 动力电池是电动汽车的关键技术，在混合动力汽车或纯电动车中，动力电池为马达提供 驱动，为车上的电动设备及辅助设备提供动力，缩小甚至去掉了发动机，为新技术引入电动 汽车提供了可能。动力电池的成本上占了电动汽车总成本的 1/3 以上，动力电池的设计不仅 影响到电动汽车的成本，重量，体积，对汽车的可靠性及续航能力至关重要，电池的老化会 降低电动汽车的可靠性，甚至会引发安全相关的问题。 动力电池的导热散热的设计非常重要，动力电池模组的温度会影响电池的电化学系统的 工作，充放电的效率 ，电池充电能否充满，电池的功率与能量，电池的安全与可靠，从而 影响到电池的寿命及为达到相关寿命的费用，电池的温度进而会影响电动汽车的性能，可靠 性，安全性，及寿命和费用。 图 1 为动力电池随温度变化的功率示意图。可以看到当电池的温度高于 35℃时，电池 的输出功率及充电可达到的最大功率均会衰减，而当电池温度低于 15℃时，因电化学特性 的延缓，出输的功率及充电可达到的最大功率均会下降，期望的理想电池温度范围是 15℃ 至 35℃,工程师的设计应使电池的温度尽可能在这个范围内，如果不能工作于这个范围，电 池可用的功率就会变小，从而限制了电动车的行驶范围，电池功率与能量的衰减，使得生产 者为保证所承诺的里程，工程师选用的原始电池的尺寸要足够大。 图 1 电池的热管理系统的设计需考虑汽车工作于各种天气情况。当汽车在高温工作条件下， 首先要考虑的是电池的寿命，安全性。 由于动力电池包内热量是呈梯度，电池的老化并不 是均匀的。要求冷却系统能够应对工作环境可能是 24 小时的高温，应对在行驶过程中电流 可能从中等要求到大电流需求带来的电池发热，及快速充电时的发热。而汽车在低温工作条 件下，首要考虑的因素为电池工作状态是否能正常，快充可能带来的损坏，并需要加热系统 以便在寒冷条件下，充电/放电均需要电池预加热以工作在一个比较合适的温度。 动力电池包热管理系统的作用之一是，为使电池工作于最佳状态并保持最佳的寿命，电 池组必须在期望的温度范围内工作，这个温度范围是 15℃至 35℃。 1 / 9 图 2 为研究人员测试的电池组内 部发热的情况，可以看到因为散热的不 均匀，热量可能产生堆积。动力电池包 热管理系统的另一个作用是，在动力电 池包内减少不均匀的温度变化，以避免 不同电池模组间的工作状况的不均衡， 从而导致整体性能的下降，要求的温度差别要小于 3℃至 4 ℃。 图2 动力电池包热管理系统的第三个作用是消除由于温度失控/热失控带来的潜在危险。 2 ．业界常采用的两种对电池组进行热管理的方案 2 ．1 采用空气流动进行散热 优点 缺点 所有的废热会散发到空气中 热传输效率低 无需单独的冷却环路 电池组中温度变化大 低质量空气与分配系统 与车厢的空调系统相连 无泄漏 电池散发出的气体有进入车厢的可能 无液体相关的电气短路 风扇的吹动功耗大 设计简单 风扇的吹动的噪音大 低成本，易于维护 2.2 采用液体进行散热控制 采用空气流动方法散热的效果不够好，很难达到要求，工程师更多的是采用液体冷 却系统。 2 / 9