痛点:温度是对锂电池性能表现最大的直接因素之一,而且极端的高低温会对电池整体的可靠性,寿命等性能造成不可逆的负面影响。所以在一些特殊场景下的锂电池就需要具备强大和高效的温度管理功能。作为专业的锂电池制造商,LYBATT在高低温解决方案方面有非常专业的经验和实力,下面我给大家介绍一下。

1、研发和使用能够在极端温度下正常工作的电芯,增加锂电池自身的高低温的范围阈值,满足极端环境温度工作的需要;
2、通过在锂电池系统中集成加热或散热系统,使得锂电池始终保持在最适宜的工作温度范围。
1、使用宽温电芯:
LYBATT和CBAK等电芯龙头企业,共同研发了多款行业领先的能满足极端高低温环境的电芯,相比常规的电芯温度阈值,LYBATT使用的宽温电芯,可以在-40℃~85℃的环境下持续工作。有三元锂(18650),磷酸铁锂(26700)可选。除了强大的温度适应能力,还拥有最高5C的放电倍率。
优点:高低温环境都可以使用,减少其他温度管理系统的硬件配置,节省和减少了电池内部空间和整体体积;提高了整体能量密度;温度对锂电池寿命,及其他性能的影响小。
缺点:单价成本远高于常规锂电池,若超出电芯的温度范围,任需要其他温度管理系统参与工作。

2、空冷系统方案
空冷系统是通过优化内部空间结构,增强空气和电池表面的接触面积,带走电池热量。还可以辅助风扇,加速空气的流通,提升散热效率。
优点:结构简单,系统质量相对较小,没有发生液体漏液的可能;可以适应绝大部分应用场景。
缺点:功能单一,只有散热冷却的功能;空气和电池表面的热交换系数低,散热效率最低,电池外壳为了通风,需要额外开孔,使得无法防水,增加了防尘的难度。

3、液冷系统
液冷系统是利用液体相对于空气有高的热交换系数,能够快速将热量带走达到降温的目的。还可以在液冷系统中集成加热模块,当电池组需要加热时,加热模块就可以给管道内的液体加热,从而实现对电池内部的加热功能。目前LYBATT的液冷系统采用非直接接触方式,液体在封闭的管道内流动。有效的避免冷凝,和漏液的风险。
优点:功能齐全,可以给电池加热和散热。热交换效率最高。
缺点:技术难度大,内部结构复杂,体积大,需外置热泵设备,成本最高,需要消耗电池电量,影响整体续航能力。
4、相变材料(PCM)冷却系统
PCM冷却系统是在电芯之间增加相变储能材料,利用其相材料吸热属性,来实现电池热管理的被动式冷却系统。
优点:结构简单,能够降低电池系统体积,不需要额外消耗电池能量,冷却效率优于空气冷。
缺点:功能单一,只能提供冷却功能;相变材料成本相对较高,无法精准控温,吸收的热量有限。

5、热管冷却系统
热管的散热原理是将蒸发端(发热端)的热量以相变热的形式储存在相变材料中,借助工质运输能力将热量传递到冷凝端(散热段,通常是电池的外壳)实现小温差下大热流的传输,是电池温度迅速降低。
优点:热交换效率高,冷却效果显著优于单一的相变材料冷却系统;寿命长,无需额外消耗电池电量。
缺点:功能单一,只有冷却功能;而且对整体结构设计的技术要求高,系统工艺和制造工艺相对复杂,系统成本高,不易进行后期的系统维护。
6、电阻加热系统
电阻加热系统是通过硅胶加热膜内置的电阻丝产生热量实现对电池的加热功能。是目前主流的加热系统之一。
优点:结构简单,设计和制造工艺相对简单,成本相对较低。
缺点:功能单一,只能提供加热功能;电芯容易受热不均匀,加热效率较低,需要额外消耗电池的能量,影响续航表现。
总结:锂电池的温度管理是一个相对复杂和系统性的功能,通过对各种常规的热管理系统的分析研究,当单一的热管理系统无法满足电池工作场景的需要,就要结合其他各种方案的优点,尽量避免和克服其缺点,设计出集合了多种系统的复合式热管理系统,以达到控制电池温度的最佳效果。