
在能源危機與環境污染問題持續加劇的大背景下,新能源汽車行業以的發展態勢成為焦點。作為電動汽車動力系統的核心組件,動力電池必須具備高效且大功率的放電能力。然而在實際運行中,動力電池在充放電過程會產生大量熱能,導致電池溫度顯著上升。值得注意的是,充放電速率與電池熱功率、溫升呈現明顯的正相關關系 —— 充放電速度越快,電池產生的熱功率越高,溫度上升幅度也越大。這種現象不僅會直接影響電池性能與使用壽命,更對電動汽車的安全性與可靠性構成潛在威脅。
一、電池溫控,為啥這么關鍵?
作為新能源汽車的“心臟”,動力電池的性能直接關乎車輛的續航與安全。當電池遭遇溫度環境——無論是過熱還是過冷,其續航能力與安全性能都會受到顯著影響。在高溫工況下,電池內部溫度可能會迅速攀升,不僅導致性能大幅衰減,更有可能觸發“熱失控”現象,引發火災等嚴重安全事故。
NTC溫度傳感器作為電池溫控系統的“神經末梢”,被精密部署于電池內部,其核心功能在于實時監測電池包溫度,確保電池在充放電過程中能穩定維持在可控溫度范圍內。據研究表明,動力電池工作溫度為15℃-35℃,一旦電池長期處于45℃以上的高溫環境,在高倍率充放電工況下,其循環壽命將縮短約60%。長期在高溫環境下運行,電池組極易出現局部溫升過高、單體溫差過大等問題,顯著增加熱失控風險。因此,通過精準控制電池包溫度與溫差,確保散熱均勻并維持電池組溫度一致性,不僅能夠充分釋放電池性能潛力,更是延長其使用壽命、保障新能源汽車安全運行的重要前提。
NTC溫度傳感器安裝在電池組的關鍵位置,如電池單體之間、電池模組表面等。其尾端被精準地焊接在溫度采樣板之上,頭部則通過鎖螺絲的方式固定于電池包模組的表面。NTC溫度傳感器主要協同BMS系統對汽車電池包進行精準溫控和過熱保護。目前,在電池溫控技術領域,風冷與液冷是兩種主流的散熱方式,其核心目的均是為了使電池能夠在一個適宜的溫度范圍內保持良好的運行狀態。下方詳細講解下:
1.溫度監控
當電池包處于高功率供電狀態時,內部模組會不可避免地產生大量的熱量。此時,NTC溫度傳感器會密切關注模組中心的溫度變化,并將監測到的異常信號及時地輸出給控制單元??刂茊卧拥叫盘柡?,會做出迅速反應,增加冷卻液的流動速率或啟動風冷散熱模式,從而帶走電池組多余的熱量,進而維持溫度的穩定。同樣地,在低溫環境下,該系統也可以為電池組提供加熱功能,以確保電池的正常工作。
風冷:風冷技術主要是利用空氣流動來帶走電池在工作過程中所產生的熱量,以此實現對電池溫度的有效控制。
液冷:液冷技術則是在電池組中加入一定量的冷卻液,借助冷卻液在系統內的循環流動,將電池產生的多余熱量帶走。
2.過熱保護
當 NTC 溫度傳感器監測到電池的溫度超出正常工作范圍(長期高于45℃),并甚至達到可能引發熱失控的危險閾值(60℃)時,它會立即向 BMS 發出警示信號。BMS 在接收到這一信號后,將啟動多級響應機制:優先切斷過熱供電模組的電流輸出,并迅速切換至備用供電模組,確保車輛動力系統的持續穩定運行;同時,BMS會通過雙重調控策略抑制溫度攀升 —— 一方面,降低放電電流來減緩電池內部化學反應速率,從根源上減少熱量產生;另一方面,立即激活散熱系統,如高速運轉冷卻風扇、加速冷卻液循環,加速熱量散發。
三、NTC溫度傳感器如何選型
汽車電池用NTC溫度傳感器的選型需要綜合考慮多個因素,以下是一些關鍵要點:
1.精度要求:電池溫度的精確測量對于電池管理系統(BMS)準確評估電池狀態和進行有效的溫控至關重要。一般來說,汽車電池用NTC溫度傳感器的精度應在±0.5℃至±1℃之間。
2.穩定性和可靠性:汽車電池在整個車輛使用壽命內需要經歷各種環境條件,因此NTC溫度傳感器必須具有良好的穩定性和可靠性。以確保其在汽車整個生命周期內都能準確、可靠地工作。例如,必須經過高溫老化測試、濕度測試、振動測試等多種環境模擬測試,確保符合汽車行業相關標準,如ISO16949等。