车船用动力电池热管理研究现状与发展趋势.pdf

1、车/船用动力电池热管理研究现状与发展趋势 第三十四届国际制冷、空调、供暖、通风及食品冷冻加工展览会 田镇 副教授 18818213836 2023-4-7 1 电动车/船现状与发展趋势 2 车/船用动力电池与热管理 4 团队热管理成果简介 3 电池热管理研究进展 第三十四届国际制冷、空调、供暖、通风及食品冷冻加工展览会 Part1 电动车/船现状与发展趋势 2022年中国交通能耗占比20%以上，且逐年呈上升趋势 交通运输行业能源结构仍以化石能源为主 积极扩大新能源、清洁能源在交通运输领域应用 以上海为例，公路+水路运输能耗约占交通运输的70%十四五(2021-2025)能源政策 构建“清洁、低

2、碳、安全、高效”的现代能源体系 增强能源供应链安全性和稳定性 推动能源生产、消费方式“绿色、低碳变革”提升“能源产业链现代化”水平 1.电动车/船现状与发展趋势 推动运输工具装备低碳转型，是汽车、航运等产业高质量发展的战略选择，也是助力中国实现“双碳”目标的重要举措。2020年，电动汽车占新车销量的近5%预计到2030年，电动汽车将占新车销量的48%1.电动车/船现状与发展趋势 新能源汽车的“三纵三横”发展战略 新能源船舶现状 保有量低：截止2022年，我国内河船舶保有量约13到14万艘，但新能源船舶不到100艘；主要形式：锂电池船、燃料电池船、太阳能和天然气混动；环保政策趋严、电力推进系统、

3、岸电供给不断进步 发展趋势 纯电动船舶的市场渗透率逐年上升；宁德时代、亿纬锂能、国轩等锂电巨头纷纷布局船用锂电池；城市渡船、观光船、内河货船和港口拖船等领域 1.电动车/船现状与发展趋势 船舶动力发展历程未来是电力推进 锂电化渗透率在2029年预计达到10.68%“长江三峡1号”纯电动船舶 2022年3月29日，全球载电量最大纯电动游轮“长江三峡1号”，在宜昌市正式下水首航 客船总长100米，可载客1300人，吨位2000t 搭载7.5 MWh的磷酸铁锂电池，相当于约100辆特斯拉model3的电池容量总和 充电1次可续航100公里，每年可替代燃油530吨，减少有害气体排放1660吨，是一艘“

4、零排放、零噪音、零污染”的绿色船舶 1.电动车/船现状与发展趋势 Part2 车/船用动力电池与热管理 能量密度高，以提高运行效率和续航里程；输出功率密度高，以满足驾驶性能要求；工作温度范围宽广，以满足夏季高温和冬季低温的运行需要；循环寿命长，保证电池的使用年限和行驶总里程；无记忆效应，以满足车辆在使用时常处于非完全放电状态下的充电需要；安全性好，可靠性高以及可循环利用。动力电池系统是能量源，提供驱动电能。电池系统的体积、形状和技术参数会影响电动汽车的行驶性能，是电动车/船最重要的子系统之一。动力电池性能特点 2.车/船用动力电池与热管理 2.车/船用动力电池与热管理 按电芯外形分：圆柱形、矩

5、形（含方形、软包）按正极材料分 电池种类 优点 缺点 石墨烯电池 产热低 成本昂贵 铅酸电池 成本低、低温性好、性价比高 能量密度低、寿命短、体积大、安全性差 锂电池 高储存能量密度、460-600Wh/kg 铅酸电池的约6-7倍 安全性差、容易过充、过放电 镍氢电池 能量密度高、寿命长 制造成本太高 钴酸锂LiCoO2 锰酸锂LiMn2O4 磷酸铁锂LiFePO4 三元锂（镍钴锰酸锂LiNiCoMnO或镍钴铝酸锂）动力电池分类 锂离子在正负极之间迁移，与正、负极材料发生化学反应，将化学能和电能相互转换，实现电荷的转移，从而完成充电与放电的过程。在充放电过程中，锂离子像摇椅一样，在正负极之间来

6、回运动，因此，锂离子电池又称“摇椅”电池。正极正极 （磷酸铁锂）（磷酸铁锂）负极负极 （石墨）（石墨）电解液电解液/隔膜隔膜 2.车/船用动力电池与热管理 车船用动力电池对比：圆形锂离子电池-18650（18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池）参数 电池类型 磷酸铁锂（标准续航）三元锂离子（升级版）电池包所在位置 车底部 串并联组成方式 96S46P 电芯数量 4416个 电池包总电量 75kWh 电池包总电压 347V 电池包尺寸 2418*1444*120 电池包总重量 469.5kg 2.车/船用动力电池与热管理 项目 电芯 电池包 电池簇 电池组 电池系统