锂离子动力电池低温加热策略研究进展

随着新能源产业飞速发展,纯电动汽车的市场渗透率迅速上升。而制约电动汽车使用的一大关键因素,就是环境温度。在低温下,动力电池的功率特性衰减、电池内阻增大、电池可用容量降低。这些负面因素将直接影响电动汽车的续航里程与安全性。基于动力电池低温加热策略的主要产热区域,将目前锂离子电池低温加热策略划分为电池内部加热策略和电池外部加热策略两个大类。分别对这两个大类进行更详细的梳理,对目前的锂离子电池低温加热策略进行了系统的研究。分析了各种加热策略的优点与弊端,并针对存在的问题提出了解决意见。可为后续电动汽车动力电池低温加热策略的研究、锂离子电池低温下热管理系统的设计提供参考。

基于双向加热膜的软包电池低温热管理研究

本文提出一种在两片软包电池中间加入双向加热膜的加热方案。测试了软包电池在两种倍率下不同温度时的电压响应,低温下电池的放电容量大幅下降。比较了LCP加热和加热膜加热的加热性能,加热膜的综合因子为0.61,加热性能较好。实验表明,加热膜的功率变大时,电池表面最高温度和温差均会升高,因此对此加热方案进行了优化。设计了四种加热膜排布方式,结果表明,采用方案四的分布方式电池表面最高温度为32.8℃,温差为0.62℃。最后,采用方案四将电池从-20℃开始加热,比较了不同起始温度的电压和容量大小。

锂离子动力电池低温复合加热方法

锂离子动力电池低温环境下充放电性能差,充电过程可能发生析锂,甚至引发安全事故,因此,开展锂离子动力电池低温加热必要且紧迫。为实现锂离子动力电池低温快速加热,提出一种结合交流电内部加热和宽线金属膜外部加热的复合加热方法,建立动力电池的温升模型,仿真分析动力电池的温升特性,基于此,开展动力电池低温复合加热策略的验证试验。结果表明,复合加热法可以在471 s内将动力电池从-20℃加热到5℃,相较于交流电加热法加热速率提升22%、加热功耗降低23%;对单体内阻差异较大的电池组,该方法还能提升加热效果的一致性,是一种可行的动力电池系统低温加热方法。