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穿梭在动力电池中间的真芯英雄

目前绝大多数电动汽车的事故与电池和智能驾驶系统相关,前者是电动汽车思考和行为决策的“大脑”,而后者是电动汽车生死攸关的“心脏”。

每周洞察 06月10日

2020年特斯拉在德国柏林工厂部署了多条锂电池生产线,特斯拉自研并部分自产的4680锂电池将逐步投产。CTP无模组技术,容量更大的单体电芯,电池能够帮助特斯拉以更快的速度、更低的成本制造出续航更长的电动汽车,从而保持行业领先地位。


导热硅凝胶动力电池热管理解决方案


4680是一直被特斯拉执着追求的圆柱形动力电池的性能代表,区别于目前应用范围最广的方形硬壳电池形式,圆柱形动力电池技术成熟度高,电池一致性高,PACK 成组后电池包整体稳定性也更佳。结构简单且标准化程度高,单体能量密度更高。

4680圆柱形是特斯拉的新型心脏,要耐得了高温、防得了水、受得住冻,这其中高温环境下的稳定性是比冬日续航缩减更严重的潜在危险。目前绝大多数电动汽车的事故与电池和智能驾驶系统相关,前者是电动汽车思考和行为决策的“大脑”,而后者是电动汽车生死攸关的“心脏”。

动力电池工作电流大,产热量大,同时电池包处于一个相对封闭的环境,就会导致电池的温度上升。一旦“心脏”出现高温环境不稳定的问题,电动汽车将如火中烧!

动力电池散热有主动和被动两种,两者之间在效率上有很大的差别。被动系统所要求的成本比较低,采取的措施也较简单。主动系统结构相对复杂一些,且需要更大的附加功率,但它的热管理更加有效。

圆柱形动力电池最显著的劣势是圆柱体空间利用率不足,而特斯拉的做法是采取被动散热的方式,将缝隙铺设冷却系统,可以适当缓解三元锂不耐高温和安全性较差的弊病。即在电芯或电池模组之间、电池模组与外壳安装动力电池导热材料,硅胶片就是其中一种高效且性价比更高的选择。导热硅胶片具有高导热绝缘、减震、抗撕拉、填缝能力佳,使用寿命长久等特性,可以快速将热源产生的热通过导热硅胶片传导出去。

与采用气体作为传热介质的做法相比,导热硅胶片的与电池壁面之间换热系数高,散热更快且效率高。而采用液体作为传热介质的方式质量相对较大,维修和保养复杂,需要水套、换热器等部件。

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不同的动力电池结构温度传感器会被放置在代表性、温度变化幅度大的位置,例如空气的进出口位置以及电池包的中间区域。特别是高温和低温处,以及电池包中热量累积较厉害的区域。

在实际的电动大巴应用中,由于动力电池组容量大、体积大,相对来讲功率密度比较低,因此多采用风冷方案。而对于普通乘用车的电池组,其功率密度则要高得多,对散热的要求也会更高,所以导热硅胶片的灵活应用是一种可靠的选择。

导热硅胶片在电池模组封装或者过程中可以灵活应用,与气体或液体传导介质的使用没有是或非的应用冲突,在传导热量的同时配合上述方案实现导热或者控温的目的,有助于将电池的温度控制在一个相对可靠的环境,避免过热和过冷对动力电池造成危险。