电动汽车电池组热管理系统的关键技术
探讨新能源汽车的热管理系统设计
探讨新能源汽车的热管理系统设计新能源汽车作为未来汽车行业的发展趋势，其热管理系统设计变得愈发重要。
在传统燃油汽车中，发动机产生的热量主要通过散热器和冷却液来散发，而在新能源汽车中，电池组以及电动机同样会产生大量热量，因此有效的热管理系统设计成为确保新能源汽车性能稳定和安全运行的关键因素之一。
热管理系统的重要性新能源汽车的热管理系统不仅仅是简单的制冷和加热功能，更重要的是确保电池组和电动机在适宜的温度范围内工作，避免过热或过冷导致性能下降甚至损坏的情况发生。
良好的热管理系统设计可以提高能源利用率，延长电池寿命，减少能源浪费，同时也有助于保证车辆在极端温度下的稳定性。
设计原则和关键技术在新能源汽车的热管理系统设计中，要遵循以下原则：第一，综合考虑整车热量产生来源，包括电池组、电动机等部件，制定合理的散热和加热方案；第二，采用智能控制系统，实现精准控温，根据车辆工况实时调节热管理系统；第三，考虑环保性和节能性，尽可能采用高效节能的制冷和加热技术。
在实际设计中，新能源汽车热管理系统通常包括散热器、冷却液循环系统、热泵、制冷剂循环系统等关键部件。
通过这些部件的有机结合和协调工作，可实现对整车热量进行有效管理，保证车辆稳定高效地运行。
发展趋势和展望随着新能源汽车市场的不断发展壮大，热管理系统的设计也将面临更高的要求和挑战。
未来，随着电池技术的进步和新型材料的应用，新能源汽车热管理系统将更加智能化、高效化和轻量化，为车辆的能效提升和续航里程增加提供有力支持。
随着智能网联技术的发展，新能源汽车热管理系统还将更加智能化，实现与其他车辆系统的无缝协同。
因此，新能源汽车的热管理系统设计不仅是汽车工程领域的重要课题，更是推动整个新能源汽车产业链不断创新和发展的关键一环。
只有不断优化和改进热管理系统设计，才能让新能源汽车在未来的发展道路上更加稳健、高效地前行。
希望随着技术发展，新能源汽车的热管理系统设计能够持续提升，为环保和可持续发展做出更大的贡献。
新能源汽车热管理系统技术探析
新能源汽车热管理系统技术探析新能源汽车的崛起带动了热管理系统技术的不断进步与创新。
为了解决电池温度控制、热能利用等问题，汽车制造商不断研发新技术，从而提高新能源汽车的性能和可靠性。
本文将深入探讨新能源汽车热管理系统的技术原理、应用和未来发展趋势。
1.新能源汽车热管理系统的重要性新能源汽车采用电动驱动系统，其动力电池是其核心部件之一。
在电池工作过程中，温度的控制至关重要。
过高的温度会缩短电池寿命，降低能量密度，甚至导致安全隐患；而过低的温度则会影响电池的可用功率和能量回收效率。
因此，一个高效的热管理系统能够增强电池的性能和寿命，提高新能源汽车的续航里程。
2.新能源汽车热管理系统的技术原理新能源汽车热管理系统的核心任务是对电池和电动驱动系统进行温度控制和热能利用。
具体来说，热管理系统通过以下几种技术手段实现：热传导技术：利用导热材料将电池与散热器之间的热量传导出去，保持电池的适宜工作温度。
冷却技术：通过水冷、空冷或液冷等方式，将电池的余热散发出去，降低电池温度。
加热技术：在低温环境下，通过加热装置为电池提供热量，提高电池的工作效率和寿命。
热回收技术：将电池放出的热能转化为电能或供暖能源，提高整体能量利用效率。
3.新能源汽车热管理系统的应用现代新能源汽车热管理系统已经广泛应用于电池管理系统、电机控制系统和车内空调系统等方面。
通过合理调控温度，热管理系统能够提高电池充电效率、延长电池寿命，优化电机工作状态，提高整车能耗效率。
热管理系统还能够为车内创造一个舒适的驾乘环境，提供稳定的供暖和制冷效果。
4.新能源汽车热管理系统的发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展，热管理系统技术也在不断演进。
未来，新能源汽车热管理系统将朝着以下几个方面发展：智能化：新一代热管理系统将采用智能控制技术，通过对车辆工况和环境参数的实时监测和分析，自动调节温度，提高系统的能效和安全性。
集成化：将热管理系统与其他车辆系统进行深度集成，实现信息共享和资源共享，优化整车能量管理，提高系统的整体效果。
电动汽车锂电池热管理要求
电动汽车锂电池热管理要求
电动汽车锂电池热管理是非常重要的，因为锂电池的性能和寿命都受温度影响很大。
以下是关于电动汽车锂电池热管理的一些要求：
1. 温度控制，锂电池的工作温度通常在0°C至45°C之间，超出这个范围会影响电池的性能和寿命。
因此，电动汽车锂电池热管理系统需要能够控制电池的工作温度，确保在合适的温度范围内工作。
2. 散热设计，电动汽车锂电池热管理系统需要设计良好的散热结构，以便在高温环境下有效地散热，防止电池过热。
这可能包括利用散热片、风扇、冷却液等方式来降低电池温度。
3. 低温保护，在寒冷环境下，锂电池的性能会受到影响，甚至可能会损坏。
因此，电动汽车锂电池热管理系统需要采取措施来保护电池不受低温影响，比如加热系统来提高电池温度。
4. 温度监控，热管理系统需要配备温度传感器，实时监测电池的温度，以便及时调节热管理系统的工作，保持电池在安全的温度
范围内。
5. 耐久性考虑，热管理系统需要具有足够的耐久性，能够长时间稳定地工作，不仅要考虑短期内的性能表现，还要考虑长期的使用情况。
总的来说，电动汽车锂电池热管理系统需要能够在各种环境条件下有效地控制电池的温度，保证电池的安全、稳定和长期可靠的工作。
这需要综合考虑设计、材料、工艺等多个方面的因素，以确保热管理系统的性能和可靠性。
电池管理系统(BMS)的关键技术
电池管理系统发展综述一、国内外研究现状电动汽车电池管理系统的研究始于20世纪七十年代末，美国人率先开始了电动汽车电池系统的热管理研究，电池的热管理系统就是现在电池管理系统的前身，此后其逐步发展成为现在功能全面的电池管理系统。
电池管理系统经历了从航天到军用再到民用的一个发展过程。
1984年，美国Rahnamai,H和ljichi,K等人研制了首套自动化电池管理系统实验模型，能够对航天器使用的镍氧电池的充放电进行监控。
在1985年NASA的空间飞行微型电池研讨会上，Moodyhe和Malcolm H公布了他们的高可靠电池管理系统，该系统对各个电池独立管理以避免个别电池的过充和过放。
而后美国又将电池管理系统应用于军用车辆里面。
到了90年代，随着动力电池和电动汽车的发展，电动汽车电池管理系统才真正发展成为电动汽车的必要配置。
此外，韩国、德国、日本、法国对电动汽车电池管理系统的研究也起步较早。
目前国外典型的BMS主要有EV1 BMS、SmartGuaxd系统、BatOpt系统、BADICOaCH系统、BA TTNIAN BMS等。
EV1 BMS的功能包括：单体电池电压监测、分流采集电流、过放电报警、断电保护装置、电量及里程预算等。
SmartGuard 系统采用了分布式方式釆集动力电池的温度和电压，除BMS的—般功能外，它还具有记录电池历史数据，显示最差单体电池信息等功能。
BatOpt系统也是一个分布式系统，包括中央控制单元和监控子模块，监控子模块将采集的各个电池的状态信息通过two wire总线上传至中央控制单元，中央控制单元再利用这些数据对电池进行优化控制。
BADICOaCH系统的电池电压采集电路采用了一非线性电路，此外BADICOaCH系统会存储充放电周期数据，以判断电池的工作状态，快速检査出电池的错误使用情况。
BA TTNIAN BMS的特点是解决了不同型号动力电池管理系统的通用性问题，它通过硬件跳线和软件上修改参数的方法，实现不同信号电池组的管理。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统功能及原
理
电动汽车动力蓄电池组热管理系统是一种能有效控制蓄电池组温度的系统，其主要功能包括：
1. 温度控制：根据环境温度、驾驶工况、电池状态等因素，对电池组进行合理的温度控制，保证电池组处于最佳工作温度范围内。
2. 冷却：在高温环境下，通过对电池组进行强制风扇冷却或水冷却，降低电池组温度，防止电池组过度热化，延长电池使用寿命。
3. 加热：在低温环境下，通过外部加热装置对电池组进行加热，提高电池组温度，保证电池组性能和输出能力。
4. 保护：当电池组出现过热或过温情况时，系统能及时报警并采取措施进行保护，以避免电池组损坏或安全事故发生。
电动汽车动力蓄电池组热管理系统的工作原理是基于温度传感器、控制器和执行器的配合控制。
温度传感器通过对电池组表面温度的检测，采集电池组温度信息，并将信息传输给控制器。
控制器根据实时采集的温度信息，通过算法计算出最佳的温度控制策略，并控制执行器进行相应的操作，实现对电池组温度的控制和管理。
新能源汽车动力电池管理系统的设计与控制
新能源汽车动力电池管理系统的设计与控制新能源汽车的普及趋势下，动力电池管理系统成为了关键技术之一。
动力电池管理系统（BatteryManagementSystem，简称BMS）是指为电动汽车中的动力电池组提供高效安全的管理和控制的一系列技术和设备。
它不仅能提高电池的使用寿命和工作效率，还能确保电池组的安全性和可靠性。
本篇文章将介绍新能源汽车动力电池管理系统的设计与控制原理。
1.动力电池管理系统的功能和构成动力电池管理系统主要分为硬件和软件两部分，其主要功能包括电池状态估计、电池细胞均衡、充放电控制、温度管理和失效诊断等。
下面将详细介绍各个功能的作用和构成。
1.1电池状态估计电池状态估计是指通过对电池内部各个参数的监测与计算，对电池的SOC（StateofCharge，充电状态）和SOH（StateofHealth，健康状态）进行估计。
通过准确估计电池的SOC和SOH，可以提供给车辆控制系统准确的电池能量信息，并可用于预测电池的寿命和性能。
电池状态估计主要依靠电池传感器、电流传感器和温度传感器等硬件设备以及算法模型的组合来实现。
其中，电池传感器可以监测电池细胞的开放电压和电流，电流传感器可以实时测量电池组的充放电电流，温度传感器则用来监测电池组的温度。
1.2电池细胞均衡电池细胞均衡是指通过等化电池细胞之间的电荷和放电量，使得每个电池细胞的电荷水平保持一致。
这可以避免由于细胞间的不均衡导致电池寿命缩短和性能下降的问题。
电池细胞均衡系统主要由均衡电路和均衡控制器组成。
均衡电路可以将电池细胞之间的电荷进行转移，以保持细胞间的一致性。
均衡控制器则负责监测电池细胞的电压差异，并控制均衡电路的工作状态。
1.3充放电控制充放电控制是指通过对电池组内部和外部电路的控制，实现电池的充电和放电操作。
通过合理地控制充放电过程，可以提高电池的工作效率和使用寿命。
充放电控制系统包括充电控制器和放电控制器。
充电控制器负责监测电池组的充电状态和充电电流，并根据需要控制充电电流的大小和充电方式。
新能源电池热管理系统技术方案
新能源电池热管理系统技术方案以下是 7 条关于新能源电池热管理系统技术方案：1. 嘿，你知道吗，新能源电池热管理系统就像是给电池们请了个专属保镖！比如在炎热的夏天，它能防止电池过热“发火”，就像在大太阳下给你撑了把遮阳伞！这个热管理系统能精确控制电池温度，确保它们稳定运行，这多重要啊！在寒冷的冬天，它又能给电池保暖，让它们活力满满，不就跟咱冬天穿厚棉袄一样嘛！能让新能源电池发挥出最佳性能，这技术方案是不是超厉害？2. 哇塞，这个新能源电池热管理系统技术方案简直逆天了呀！就好比是给电池打造了一个舒适的小窝。
比如说，当电池工作累了，热管理系统马上给它来个“放松按摩”，调节温度让它舒服得很呢！而且它超级智能，随时监控着电池的状态，难道这还不够牛吗？有了它，新能源电池才能安心工作，这就是保障呀！3. 嘿呀，你想想看呀，新能源电池热管理系统技术方案那可是新能源汽车的大功臣呐！就像给汽车的电池装了个智能空调一样。
好比车在高速上跑久了，这热管理系统迅速出手，给电池降温消暑，太贴心了吧！这效果，谁能不喜欢呢？它让新能源汽车更稳定、更可靠，这可太了不起啦！4. 哇哦，新能源电池热管理系统技术方案呀，那可真是个神一样的存在！就如同给电池配备了一个消防队。
当电池温度有一点点异常的苗头，它马上行动起来灭火啦！比如在极端气候下，它就是电池的保护神，确保它们安然无恙。
这技术方案可不是盖的，难道你不想深入了解一下？5. 哎呀，这个新能源电池热管理系统技术方案厉害得很呢！简直就是电池的贴心小棉袄呀！就说充电的时候吧，它能让电池不冷不热刚刚好，这不就跟咱人睡觉要温度适宜一样吗？有了它，电动汽车才能跑得更远更稳，这技术方案真的太重要啦，不是吗？6. 哇，新能源电池热管理系统技术方案，这可真是个宝贝呀！相当于给电池打造了个四季如春的环境。
就举个例子，不管外界环境怎么变，它都能让电池在舒适的温度里工作。
这多厉害呀，能大大延长电池寿命呢！这样的技术方案，你还能不心动？7. 嘿，新能源电池热管理系统技术方案，那绝对是牛哄哄的存在呀！简直像个魔术大师一样。
锂离子动力电池热管理系统的关键技术
锂离子动力电池热管理系统的关键技术摘要：随着产业规模的扩大，以及动力电池回收利用的规模化应用，未来动力电池还有进一步下降的空间。
锂离子动力电池是现阶段电动汽车的最优选择，也是新能源汽车中应用最广泛的电池。
因此文章就锂离子动力电池热管理系统的关键技术方面进行略述，以期推动我国动力电池的进一步发展。
关键词：锂离子动力电池；热管理系统；加热方式；冷却方式新能源汽车的发展，既可以有效应对能源危机和环境污染的挑战，实现汽车产业的可持续发展，也可实现中国汽车产业的跨越式发展。
随着电动汽车产业化进程逐步深入，各国政府及企业均加大力度发展动力电池产业。
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、一致性好、安全性好等优点。
因此锂离子动力电池是新能源汽车现阶段的最优选择，已成为新能源汽车目前最广泛应用的动力电池。
一、锂离子电池的产热本质锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、正负极柱和外壳等部分组成。
锂离子在正极和负极之间循环往复的嵌入和脱嵌的过程，就是锂离子电池化学能与电能相互转化的过程。
（一）锂离子电池充放电过程锂离子电池充放电过程，如式（1）-式（6）所示（式中M代表 Co，Ni，Fe等金属元素）。
①充电过程正极反应：Li MO2→ Li（1-x）MO2+x Li++xe （1）负极反应：x Li++xe-+6C → LixC6（2）总反应：Li MO2+6C → Li（1-x）MO2+LixC6 （3）②放电过程负极反应：LixC6→ x Li++xe-+6C （4）正极反应：Li（1-x）MO2+x Li++xe-→ Li MO2（5）总反应：Li（1-x）MO2+LixC6→ Li MO2+6C（6）依照上述充放电过程所发生的反应，从电化学的角度分析，锂离子电池的产热本质就是电池内部的化学和电化学反应以及其引起的热行为。
研究发现，锂离子电池内部的生热主要由8方面组成：负极与溶剂的反应，正极的分解反应，隔膜的分解反应，负极与氟化粘结剂的反应，电解液的分解反应，锂金属的反应，活性物质的焓变，欧姆电阻生热等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第22卷 第3期2005年3月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and T ransportation Research and DevelopmentV ol 122 N o 13 Mar 12005文章编号:1002Ο0268(2005)03Ο0119Ο05收稿日期:2004Ο03Ο16基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重大专题项目(2003AA501100)作者简介:付正阳(1978-),男,北京人,清华大学汽车工程系硕士研究生,主要从事电动汽车方面的研究1电动汽车电池组热管理系统的关键技术付正阳,林成涛,陈全世(清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)摘要:电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。
本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。
文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。
关键词:电动汽车;电池组;热管理系统中图分类号:T M911141 文献标识码:AK ey Technologie s of Thermal Management System for EV Battery PacksFU Zheng Οyang ,LIN Cheng Οtao ,CHEN Quan Οshi(S tate K ey Laboratory of Autom otive Safety and Energy ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China )Abstract :Research and development of battery thermal management system (BT MS )is very im portant for the operation safety and relia 2bility of electric vehicle (E V )1In this paper ,by analyzing the in fluence of tem perature on the per formance and service life of batteries ,the desired function of a BT MS was outlined ,a procedure for designing BT MS was introduced 1Several key technologies during designing a BT MS were introduced and analyzed ,including optimum operating tem perature range of a battery ,heat generation mechanism ,ac 2quisition of the therm odynamic parameters ,calculation of tem perature distribution ,selection of heat trans fer medium ,design of cooling structure and s o on 1K ey words :E lectric vehicle ;Battery pack ;Thermal management system0 引言能源与环境的压力使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战,各国政府、汽车公司、科研机构纷纷投入人力物力开发内燃机汽车的替代能源和动力,这大大促进了电动汽车的发展。
电池作为电动汽车中的主要储能元件,是电动汽车的关键部件[1,2],直接影响到电动汽车的性能。
电池组热管理系统的研究与开发对于现代电动汽车是必需的,原因在于:(1)电动汽车电池组会长时间工作在比较恶劣的热环境中,这将缩短电池使用寿命、降低电池性能;(2)电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体性能的不均衡;(3)电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。
清华大学从承担国家“八五”电动汽车攻关项目以来,在电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车关键技术的研究中,积极开展了电池组热管理系统的研究,并在样车上进行了道路试验,目前电池组热管理系统的优化设计与改进工作正在进行中。
本文是对前阶段研究工作的总结和今后工作的展望。
1 电池组热管理系统的功能为了提高电动汽车电池组的性能,一方面电池生产商努力开发满足电动汽车使用要求的电池,另一方面电池使用者也通过优化现有电池的使用环境发掘电池的潜能。
电池组热管理系统是从使用者角度出发,用来确保电池组工作在适宜温度范围的整套系统,包括电池箱、传热介质、监测设备等部件。
电池组热管理系统有如下5项主要功能:(1)电池温度的准确测量和监控;(2)电池组温度过高时的有效散热和通风;(3)低温条件下的快速加热,使电池组能够正常工作;(4)有害气体产生时的有效通风;(5)保证电池组温度场的均匀分布。
2 电池组热管理系统的设计流程设计性能良好的电池组热管理系统,要采用系统化的设计方法。
很多研究人员都发表文献介绍了各自设计热管理系统的方法[3～5]。
美国国家可再生能源实验室(NRE L)的Ahmad A1Pesaran等人在文献[6]中介绍的电池组热管理系统设计的一般过程具体而系统,最具有代表性,其设计过程包括7个步骤:(1)确定热管理系统的目标和要求;(2)测量或估计模块生热及热容量;(3)热管理系统首轮评估(包括选定传热介质,设计散热结构等);(4)预测模块和电池组的热行为;(5)初步设计热管理系统;(6)设计热管理系统并进行实验;(7)热管理系统的优化。
3 电池组热管理系统设计过程中的关键技术311 确定电池最优工作温度范围在不同的气候条件、不同的车辆运行条件下,电池组热管理系统要确保电池组在安全的温度范围内运行,并且尽量将电池组的工作温度保持在最优的工作温度范围之内。
所以设计电池组热管理系统的前提是要知道电池组最优的工作温度范围,可以由电池制造者提供,也可以由电池使用者通过实验来确定。
目前电动汽车用电池主要有铅酸电池、氢镍电池和锂离子电池。
铅酸电池应用到电动汽车上的时间比较久,相关研究比较多。
Anders on[7]研究了1984～1988年超过500万辆汽车的S LI用(启动、照明、点火)电池,总结出S LI铅酸电池的寿命随着温度增加线性减少,然而充电效率却线性增加。
Sharpe和C onell[8]研究了温度对铅酸电池充电的影响,发现随着电池温度的降低充电接受能力下降,特别是0℃以下。
Dickins on和S wan[9]评估了几种电动车用铅酸电池组的性能和寿命,发现模块间的温度梯度减少了整个电池组的容量,他们推荐保持电池组内温度的均匀分布和控制现有铅酸电池温度在35～40℃之间。
Wicks和D oane[10]研究了一种电动车用铅酸电池的温度相关性能,他们发现效率和最大运行功率在-26～65℃范围内增加。
氢镍电池的性能也与温度相关。
当温度超过50℃时,电池充电效率和电池寿命都会大大衰减,在低温状态下,电池的放电能力也比正常温度小得多。
图1是本实验室做的某80Ah氢镍电池不同温度下电池放电效率实验,由图中可以看出,在温度高于40℃或者温度低于0℃时,电池的放电效率显著降低。
如果仅根据这一限制,此电池的工作运行范围应该在0～40℃之间。
图1 不同温度下氢镍电池放电效率锂离子电池与氢镍电池、铅酸电池相比,体积比功率更高,导致生热更多,所以散热也需要更加有效。
对锂离子电池的热管理系统研究更多地集中于安全性和低温性能上。
铅酸电池、氢镍电池、锂离子电池热管理的必要性取决于各自的生热率、能量效率和性能对温度的敏感性。
氢镍电池在高温(>40℃)时生热最多、效率最低并且易于发生热失控事故。
因此,氢镍电池很需要热管理,很多对氢镍电池进行液体冷却的努力也突出了这一点[11]。
312 电池热场计算及温度预测电池不是热的良导体,仅掌握电池表面温度分布不能充分说明电池内部的热状态,通过数学模型计算电池内部的温度场,预测电池的热行为,对于设计电池组热管理系统是不可或缺的环节。
台湾新竹清华大学的MaoΟSung Wu等[12]用两维模型研究了氢镍电池的散热能力。
美国加州大学的Y ufei Chen等[13]在计算锂聚合物电池内部温度场时使用了的三维模型,其模型如下:ρCp5T5t=k x2T5x2+k y52T5y2+k z52T5z2+q(1)式中,T是温度;ρ是平均密度;C p是电池比热; k x、k y、k z分别是电池在x、y、z方向上的热导率;021 公 路 交 通 科 技 第22卷q是单位体积生热速率。
31211 电池生热速率工程应用中准确获取电池单位体积生热速率q 表达式比较困难,这是求解电池温度场的难点所在。
目前主要有理论计算和实验两种方法得到q。
Bernadi[14]假设电池生热在电池体内均匀分布,建立了一种典型的电池生热模型。
q=IV b(E-E0)+TdE0dT (J/[m3s])(2)式中,V b是电池单体体积;I是充放电电流(A),充电为正,放电为负;E是电池单体电压;E0为电池开路电压;T是温度;dE0/dT是温度系数(V/K);(EΟE0), TdE0/dT分别表示焦耳热部分和可逆反应热部分。
N oboru Sato和K azuhiko Y agi[15]利用氢镍电池电化学反应原理分析了氢镍电池的生热量。
根据电化学反应中电子迁移个数与反应生热量之间的关系进行理论推导,可以得到化学反应生热速率和电池充、放电电流之间的数学表达式(4)～式(6)。
氢镍电池电化学反应表示如下:M+Ni(OH)2ΖMH x+NiOOH+ΔQ(3)过充电时的电化学反应为:正极:2OH--2e]12O2+H2O负极:2H2O+2e]H2+2OH-总反应:H2O]H2+12O2再化合:H2+12O2]H2O氢镍电池的生热因素主要有4项:电池化学反应生热、电池极化生热、过充电副反应生热、内阻焦耳热。
电池充电过程中的反应生热可以分为两个阶段。
在没有发生过充电副反应之前为第1阶段,生热量主要来自:电池化学反应生热、电池极化生热、内阻焦耳热。
生热量可用下式计算。
Q Ch arg e=01547I c+316I2c R t (k J/h)(4)在发生过充电副反应之后为第2阶段,生热量主要来自:电池化学反应生热、电池极化生热、过充电副反应生热、内阻焦耳热。