钜大LARGE | 点击量：2323次 | 2021年03月30日
低温电池加热的几种方式
锂离子电池外部加热
外部加热方法是应用最广泛的一个加热模式，通过外部热源加热电池,重要特点是结构简单。但外部加热效率很低，所以更多的电力消耗，但也容易出现电池内的温度梯度,从而导致不一致的内部电池故障，影响锂离子电池的使用寿命。
(1)对液体进行预热
液体比空气具有更高的热导率和热容，因此更加有效地传导热量，但相比之下，液体预热系统更复杂。根据电池加热时是否与导热液体接触，液体加热可分为两类:1)非接触加热;2)浸没加热。典型的液体预热系统结构如下图所示。目前，非接触式液体预热系统已应用于电动汽车。例如，伏特使用一个360V的加热器来加热液体，然后将其传输到电池。
(2)空气预热
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
空气温度控制系统结构简单、成本低廉，在电动汽车领域得到了广泛的应用。如下图所示，空气调节温度控制系统的基本工作原理是通过加热系统对外界空气进行加热，然后在风扇的用途下进入电池组，对电池进行加热。一般采用空气预热方式，升温速率可达0.5-3℃/min。气流的速度和温度会影响空气预热的效果。相关研究表明，提高气流速度的效果比提高空气温度的效果更明显。同时，提高空气温度也会使电池内部出现更明显的温度梯度，对电池寿命出现不利影响。它已经被用于本田的Insight和丰田的普锐斯车型，但它仍然有很多缺点，如噪音和效率。
(3)相变材料的预热
空气预热和液体预热都要电池内部更复杂的结构，如管道、泵、加热器等，这会新增电池组的成本和设计难度。电池组预热和相变材料供应了一个更简单的方法,这种方法重要是通过相变材料在相变的过程中释放或吸收的热量实现电池加热和冷却的目的,但相变材料的热导率一般较低,不利于快速热传递给电池,为了解决这个问题,人们提出了碳纳米管与金属骨架的连接方法，但目前的方法还处于实验室阶段，尚未得到实际应用。
电加热器预热
除上述预热方式外，我们还可以通过电加热器对电池进行预热，电加热器分为:1)Peltier效应加热器;2)电热板;3)电加热盖;4)电热电影。
珀尔帖效应加热器
该加热器通过半导体的珀尔蒂尔效应在两个表面上分别形成热面和冷面。通过控制电流的方向，可以控制冷热侧的位置，达到冷却或加热电池的目的，通过控制电流的幅度来控制温度。这样可以达到0.6-1℃/min的升温速率，预热电池消耗的能量约占电池总能量的2.5%。
加热器预热
在电加热片的加热方式中，电加热片一般放置在电池的顶部或底部，电加热片出现的热量直接传递到电池中。电加热片一般由正温度系数材料(PTC)制成。随着温度的升高，电阻增大，从而达到自动控制温度的目的。
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