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KOOLANCE散熱器在電動汽車中應用(三)

05/17 05:17
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Koolance 散熱器在電動汽車中的應用(三)

上兩講我們說到優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)(BMS)和熱管理系統(tǒng)(BTMS)對電動汽

車的重要性。那么,電池發(fā)展的未來會是怎么樣呢?中國能不能在電動汽車這

個行業(yè)實現(xiàn)彎道超車呢?今天,我們來一起探討一下這個問題。

電池當前有 2 個主流設計方向:

一、“三元鋰電池+優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)”:

充分發(fā)揮三元鋰電池體積小、能量密度大的優(yōu)勢,以特斯拉為代表。

二、“磷酸鐵鋰電池+相對簡單的電池管理系統(tǒng)“:

充分利用磷酸鐵鋰電池便宜、耐用的優(yōu)勢,以比亞迪等國產電動車

代表。

那么,這兩種電池,哪一種更好呢?個人認為,最好的電動汽車電池應該

具有有以下特征:

1、安全:?這是第一位的,如果動不動就自燃、爆炸,誰敢用?

2、電流大:?電流大,動力充沛,才能讓車自由奔馳。

3、容量衰減慢:說明電池耐用,減少維護成本。

4、能量密度大:說明電池蓄電能力好,緩解里程焦慮。

三元鋰電池:

優(yōu)點:能量密度大

目前特斯拉特斯拉使用的是松下 NCR18650 型電池,容量在

3350mHA 左右,能量密度高達 200WH/Kg。舉例來說,特斯拉高

配的 85KWH 電池,瞬間可以達到 342 馬力,遠超一般的汽油車,

所以起步和加速特別快。

1633923386900922.png1633923355483018.png

缺點:

1、充放電電流不足:

正常情況下,只能達到 2C 或 3C 的放電電流。 (*1C 的放電電流指的

是 1 小時內把這個容量的電池從滿放空的電流,比如 NCR18650 的 1C 放電就是 3350mA)

2、容量衰減快:

據(jù)特斯拉公布的數(shù)據(jù)顯示,三元鋰電池在同樣充放電電流下:

(1)每次從 0%-100%循環(huán)充放電,900 次后容量已經衰減到 55%;

(2)每次從 0%-50%的循環(huán)充放電,3000 次后容量依然可以保持 70%。

因此特斯拉的電池管理系統(tǒng)會建議車主盡量讓電池維持一定的電能余

量,在 0%-50%或者 25%-75%這樣的循環(huán)中工作,每次不用全充滿或全

部耗完,最終能保證行駛 30 萬公里沒有明顯續(xù)航衰減。

3、有一定的安全隱患:

三元鋰電池,由于材料本身的特性,在內部短路或者正極材料遇水

后都容易產生明火,即便電池外有鋼殼保護,但也依然無法承受極端沖

擊。特斯拉通過極其優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)(自動短路、溫度控制等)算

是勉強解決了電池的安全問題。

image.png

磷酸鐵鋰電池:

它最大的不足在于:

(1)能量密度低(110WH/Kg),所以電池體積比較大。

(2)低溫下容量衰減巨大(-10℃下容量為 25℃下的 55%左右)。

它的優(yōu)勢也很明顯,尤其是對我國的車企更是如此。

(1)電池材料資源可控:

我國鋰礦儲量豐富,正極材料的氧化鐵磷酸鹽儲量充沛,大批

量生產后,電池的價格還有很大的下探空間。而我國極為缺乏制造三

元鋰電池必須的鈷礦。目前全球的鈷儲量,剛果占 58%,澳大利亞

21%,中國只有 1%,如果我們采用鈷酸鋰或者含鈷的三元材料生產

電池,我國車企分分鐘有被卡脖子的危險。

(2)充放電電流大:

磷酸鐵鋰電池可以輕松以 20C 放電,所以混動的汽車配置小電

池首先考慮磷酸鐵鋰電池。

(3)常溫下容量衰減慢:

0%-100%的循環(huán)下 3000 次容量才衰減到 80%,滿電長期存放

衰減速度也不多。

(4)安全系數(shù)高:

穿刺、短路、350℃高溫都不會爆炸、燃燒。

image.png

上述這些優(yōu)勢讓中國,尤其是擁有磷酸鐵鋰研發(fā)和生產的中國車企不太可

能選擇其他種類電池?,F(xiàn)在最大的問題是:

1、如何提升磷酸鐵鋰電池的能量密度?

2、如何解決低溫下電池能量衰減過快的問題?

目前,針對上述問題,國內的廠家做了很多嘗試,例如:比亞迪最新推出的刀

片電池就能有效的提高電芯的能量密度。

image.png

image.png

在低溫狀態(tài)下,電池正極的活躍度下降,將大大影響電池的使用。要解決這一問題就

要從電池的熱管理角度著手。Koolance Inc.公司,自 2000 年以來,一直致力于

散熱領域的研究,是 BTMS 系統(tǒng)開發(fā)的得力助手。Koolance ALH-2000 一體

式水冷機除了具有 2000W 的制冷功率,還有 1000W 的加熱功能,可以在低溫

下給電池組進行加溫,其內置水泵的輸出功率高達 8.8LPM(2.3GPM);同時機器

上的 USB 端口允許使用專用的 Koolance System Monitor 應用程序來控制和記錄冷卻

液的流速、溫度、轉速等各種數(shù)據(jù),借助 CFD 仿真軟件,就可以對流道設計、流阻分布

和熱平衡的進行仿真測試,來確定這款熱管理系統(tǒng)是否滿足當前的電池包,還可以通過調

散熱片的大小、長度來適應電池包,實現(xiàn)產品的快速開發(fā),降低產品成本。ALH-2000

是 BTMS 開發(fā)人員的助攻神器!

期待電車企業(yè)能夠繼續(xù)奮力研發(fā),埋頭苦干,必能做出一流的國產電動車!

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器件型號 數(shù)量 器件廠商 器件描述 數(shù)據(jù)手冊 ECAD模型 風險等級 參考價格 更多信息
350536-1 1 TE Connectivity UMNL SOK 20-14 .0126 PTPBR

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GRM21BR61E106KA73L 1 Murata Manufacturing Co Ltd Ceramic Capacitor, Multilayer, Ceramic, 25V, 10% +Tol, 10% -Tol, X5R, 15% TC, 10uF, Surface Mount, 0805, CHIP, ROHS COMPLIANT

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VSORC20AC101101UF 1 Vishay Intertechnologies Resistor/Capacitor Network, RC NETWORK, BUSSED, 1.2W, 100ohm, 0.0001uF, SURFACE MOUNT, SOIC-20, SOIC, ROHS COMPLIANT
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