动力磷酸铁锂电池包热管理系统的设计

磷酸铁锂电池包长期在过高温度下运行，寿命将受到严重影响。温度过高，锂电池存在损坏以及热失控的风险。一旦保护膜开始溶解，工作以外的自生热过程就此开启，电池进入了热失控预备阶段。

动力磷酸铁锂电池包热管理系统设计

热管理系统，通过对磷酸铁锂电池包系统施加加热或者散热的手段，调节锂电池包的工作温度，尽量使得温度环境处在锂电池最适宜的范围，以最大化发挥电池组的能力，延缓电池老化。

热管理系统主要有三种形式。空气介质热管理系统，液体介质热管理系统，相变材料热管理系统。

动力电池是电动汽车的能量来源，在充放电过程中电池本身会伴随产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响电池的很多工作特性参数，如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。

电池热效应问题会影响到整车性能和循环寿命，因此，做好热管理对锂电池包的性能、寿命至整车行驶里程都十分重要。

热管理系统的主要功能

1）散热

在磷酸铁锂电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；

2）预热

在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；

3）温度均衡

减小动力锂电池包内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，以提高电池组整体寿命。

动力锂电池包热管理必要性

1、电池热量的产生

由于电池阻抗的存在，在电池充放电过程中，电流通过电池导致电池内部产生热量。另外，由于电池内部的电化学反应也会造成一定的生热量。

2、温度升高对电池寿命的影响

温度的升高对动力锂电池包的寿命都有影响。

温度对电池的寿命有很大的影响。同样的电芯，在环境温度23℃，6238天后电池的剩余容量为80%，但是电池在55℃的环境下，272天后电池的剩余容量已经达到80%。温度升高32℃，电芯的日历寿命下降了95%以上。因此，温度对锂电池包寿命的影响极大，温度越高电池寿命衰退越严重。

研究表明，锂电池的最佳使用温度是0°C-40°C，当受到外界环境的影响，电动汽车磷酸铁锂电池包内的温度落在这个区间之外时，电动汽车电池的寿命和容量就会打折扣，同时当温度过高时，锂电池可能会发生“热失控”，从而造成电池包冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。

因此，当外界环境的温度低于0°C时，目前高端电动汽车普遍采用对锂电池启动前进行预热的做法。对于外界环境以及电池包内温度过高的情况，主要采用的散热设备来辅助电池包散热。总之，为了保证动力电池使用性能、安全性和寿命，电动汽车锂电池包中的热管理系统也是电动汽车关键技术之一。