淺談新能源汽車動力電池熱管理的重要性

前言

　　新能源汽車采用電池作為動力源，目前人們最關(guān)心的是動力電池系統(tǒng)的安全性和電池的續(xù)航能力。動力電池系統(tǒng)是一個綜合電池技術(shù)、電控技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)和熱能分析技術(shù)的復(fù)雜體系，本文探討動力電池系統(tǒng)熱管理的重要性以及對新材料的要求。

　　一、新能源電動汽車的工作原理：

　　蓄電池→電流→電力控制器→電動機→電力傳動系統(tǒng)→驅(qū)動汽車行駛

　　由蓄電池輸出電流（電能）通過控制器驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)帶動車輪向前或后退。　

　　二、電池熱管理的重要性

　　動力電池系統(tǒng)熱量主要是電池工作過程中電芯所產(chǎn)生的，因此，電池動力系統(tǒng)的熱管理即為電池包熱管理。電池包中熱量累積會造成各處溫度不均勻從而影響電池單體的一致性，降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導(dǎo)致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性。因此，為了使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，需要對電池進行熱管理，將電池包溫度控制在合理的范圍內(nèi)，以保證電池動力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

　　三、電池熱管理方式

　　常見的熱管理方式有：

　　1、從控制性的角度，熱管理系統(tǒng)可以分為主動式、被動式兩類。

　　2、從傳熱介質(zhì)的角度，熱管理系統(tǒng)又可以分為：空氣冷卻式熱管理、液體冷卻式熱管理，以及相變蓄熱式熱管理。

　　然而不管是哪種熱管理方式都離不開新材料對電池熱管理的貢獻。

　　國產(chǎn)新能源汽車電池包熱管理上采用的新材料主要是有機硅灌封膠，通過在電芯周圍填充導(dǎo)熱有機硅灌封膠，將電芯產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至電池板，還起到固定、減震、粘接的作用，再通過電池板將熱量傳導(dǎo)到空氣中。另外模塊部分采用的電池板常采用金屬材料如鋁材、合金等，具有較高的強度和導(dǎo)熱性能，不僅可以支撐固定電池包，及時傳導(dǎo)出內(nèi)部熱量達到散熱需求，還能防止外界火花、可燃物進入電池包。

　　四、新能源汽車電池熱管理對新材料的要求

　　（1）導(dǎo)熱灌封膠

　　灌封膠比重在1.90g/cm3，這大大影響了汽車載荷，影響了續(xù)航能力，因此，只有開發(fā)出更低比重，更高導(dǎo)熱，更低粘度的汽車動力電池用灌封膠，才能助力新能源汽車實現(xiàn)輕量化、安全的目的。

　　（2）電池板——導(dǎo)熱工程塑料

　　鋁材、合金等金屬密度大，如果用改性塑料制作電池板，則可有效減輕電池動力系統(tǒng)重量。同時，改性塑料還具有加工性能優(yōu)異、易成型、耐酸堿腐蝕等特點，作為汽車材料界的寵兒，改性塑料必須滿足汽車材料“強度、剛度、硬度”的要求，還需具有良好的導(dǎo)熱性能和阻燃性能，才能保障汽車的安全性，從而實現(xiàn)“以塑代鋼”。

　　常用在汽車上的改性塑料有改性PP、改性PA，純PP、PA的導(dǎo)熱系數(shù)約0.2W/m*K，電池板用改性PP和改性PA的導(dǎo)熱性能需達到0.6W/m*K以上。我司推出FTC-PP環(huán)保型導(dǎo)熱劑，該導(dǎo)熱劑由導(dǎo)熱性能較好的金屬氧化物為基礎(chǔ)原料，經(jīng)表面形貌修飾和特殊改性處理而得，在PP中分散性好，具有良好的相容性，加工性能好，導(dǎo)熱性能優(yōu)異。在PP中添加50%該導(dǎo)熱劑，體系導(dǎo)熱系數(shù)可達到0.8W/m*K。

　　同時，我司也推出PA用導(dǎo)熱劑系列，包括FTC-105MQ、FTC-305、FTC-433。該系列導(dǎo)熱劑針對客戶不同的應(yīng)用要求添加不同份數(shù)，可達到0.4-1.5W/m*K導(dǎo)熱率；同時，配方中添加部分溴銻或氮磷阻燃劑，還可制備導(dǎo)熱阻燃PA。

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