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用铅笔铅和石蜡为锂离子电池降温 |
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| http://cn.newmaker.com
11/13/2010 1:23:00 PM
Ringer
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美国伊利诺伊州一家公司提议采用铅笔铅和石蜡来防止混合动力车和纯电动车上锂离子电池出现过热的情况。
这种常常称作相变材料（PCM）的冷却调配物是由这家名为All Cell Technologies公司开发的。All Cell公司成立于2001年，是从美国伊利诺理工大学剥离出来的一家公司。目前，All Cell公司在PCM应用于电化学能量储存装置热量管理方面拥有全球独享专利。
All Cell的PCM是将石蜡封存于石墨基材料中的一种产品，目前正在接受汽车环境的测试和验证，“对成本、体积及性能进行优化，以满足客户的需求，”All Cell公司高级工程师Peter Sveum表示。
PCM可以解决锂离子电池面临的最大问题：发热。锂离子电池在高温下无论处于停止还是运转情况下，其电解速度都比低温情况下高。
“这会大大影响整个电池系统的寿命和性能。因此为了系统的安全运转，需要让电池保持较低的温度，至少也要让系统本身可以应对因电池单元损坏而产生的热量，”Sveum解释道。
传统上给电池降温的方法有风冷和水冷两种方式。“但这两种方式都需要管道、风扇和泵，这些会消耗电能，”Sveum指出。
PCM不需要依赖电能来运转，也不需要任何电路来启动。当锂离子电池发出热量时，热能被石蜡吸收，其状态便从固态转变成液态，这便是PCM热量管理的原理。
“即使所有的石蜡转化为液体，我们的P CM石墨基体依然保持着最初的形状。基本的物理张力可以将石蜡保存在石墨‘海绵’中，因为石蜡和石墨之间的表面张力大于液态石蜡流出来的冲力，”Sveum解释道。
在电池放电过程中，部分热量会散发掉，部分会储存在PCM和电池单元内。电池单元停止工作时也会停止产生热量，储存在热电容器内的热量就会重新散发到电池单元和周围的环境中。
All Cell公司技术销售工程师Gregory Albright表示，PCM的热传导性高，融化带窄，因此可以使电池内部温度相差不大，一般在3°C之内。
PCM可以单独作为一个热管理系统运行，也可以作为热电容器与一些主动冷却系统如空冷或水冷系统一起工作，这样可以减少这些冷却系统的重量、体积和工作时间。此外PCM还有减震功能，因此成为电池单元包装的理想材料。
采用PCM进行热量管理并不是一个新颖的概念，但是工程师们发现这种方式“要么非常复杂，要么太重。而我们的石墨基体解决了这两个问题，”Sveum说。
All Cell公司的PCM产品最早将于2012车型年应用于量产车上。除了锂离子电池，All Cell公司的PCM还可以应用于镍氢电池及燃料电池中。
Sveum 还指出，P C M可以维持几千次的热量循环。根据目前的产品反馈信息和材料测试结果，PCM的寿命要比车辆能量存储系统设定的10年寿命还要长。Kami Buchholz
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