摘要
预调节能够最大化动力电池的性能、可靠性和使用寿命。其技术优势包括加速充电(未经预调节充电功率受限在20kW左右,预调节可达200kW甚至更高)、提升效率与续航(保持电芯最佳温度,确保稳定能量输出和可预测续航里程)、延长电池使用寿命(维持理想状态,减缓性能衰减)。电池温度预调节至关重要,因为动力电池的最佳工作温度区间为20°C至30°C。
严寒气候的挑战
严寒气候对锂离子电池构成严峻挑战,导致电解质粘度增大、离子迁移减缓、内阻升高及性能下降,使用快充模式存在风险。现代电动汽车采用智能热管理技术,如电池管理系统在行驶途中自动预热电池,以实现无延迟快充。
动力电池温度预调节的传统方法
常见方案包括:
- 热泵:广泛应用于电动汽车,但在极寒环境下性能下降,需要辅助电阻加热器。
- 筒式加热器:结构紧凑,但在大面积应用场景下难以实现均匀加热,增加重量和局部热点风险。
- 自调节PTC陶瓷加热器:具备自调节特性,防止过热,但需要多个模块配置,增加重量和系统复杂性,且在高压平台应用受限。
不锈钢基板厚膜加热技术
贺利氏电子的不锈钢基板厚膜加热技术采用多层结构设计,包括不锈钢基板、玻璃陶瓷电介质层、厚膜电阻加热线路和保护性包封浆料,经高温烧结形成密封结构。其核心优势包括:
- 结构紧凑与轻量化:总厚度仅数毫米,适应狭小空间,助力减重。
- 高性能与高精度:干式配置功率密度超过12W/cm²,液冷工况下高达50W/cm²,远超筒式加热器。
- 耐久性与可靠性:可承受振动、热循环、热冲击、湿度、化学腐蚀及盐雾侵蚀,工作温度可达500°C。
- 设计灵活性:支持平面和圆柱面,实现定制化二维布局。
市场趋势
不锈钢基板厚膜加热器正颠覆全球电动汽车电池加热市场,汽车OEM厂商逐步摒弃传统方案,转而采纳紧凑高效的设计。市场普及率预计将以约15%的复合年均增长率攀升,亚洲市场增速最快。该技术已在多个领域成熟应用,未来前景广阔。
案例研究
一家领先的一级汽车零部件供应商运用厚膜电阻浆料技术,开发出一种直接集成至电动汽车电池冷却液回路的加热器,实现快速升温、紧凑设计及极致可靠性。成果包括热响应迅速、降低整车重量、提升电池效率与续航里程,确立了不锈钢基板加热器作为新标杆的地位。
发展前景
不锈钢基板厚膜加热器已成为经行业验证的成熟技术,助力实现整车轻量化、更长的续航里程及更高的电池效率。尽管存在贵金属成本高、供应商有限、法规标准尚在制定中等问题,但通过与专家合作可优化设计。未来,材料研究将持续降低成本,技术进步将拓宽基板选择范围,并提升导热性能。未来目标包括集成传感与控制元件,实现更智能、更安全、更高效的闭环加热。