PTC热敏电阻在新能源汽车锂电池过热保护中的作用

PTC热敏电阻,即正温度系数热敏电阻,是一类阻值随温度提高而增大的温度传感器材料,目前在部分消费类电池和动力电池中有广泛应用。在锂离子电池中安装PTC热敏电阻元件后,当电池因过充而升温时,电池内阻迅速提高,从而限制电流,从而实现对电池的自动保护。

  今天,传感器专家网小编为大家介绍一下目前在新能源汽车领域面临的电池热稳定性问题,以及其中的PTC热敏电阻的作用

PTC热敏电阻在新能源汽车锂电池过热保护中的作用

电动汽车安全面临锂电池过热起火爆炸等问题的考验 资料图

  我们知道,随着大量电动汽车投入使用,电池一致性差的质量问题正在逐渐暴露出来。来自国家市场监督管理总局的数据显示,2018年,我国至少发生了40起涉及新能源汽车的火灾事故,相当于平均每月约发生3起火灾事故。与此同时,新能源汽车还存在三电安全问题突出、召回比例高等问题。新能源汽车的安全形势值得警惕。

PTC热敏电阻在新能源汽车锂电池过热保护中的作用

锂电池起火爆炸,资料图

  从锂电池本身化学构造角度来分析,锂电池起火爆炸是由于锂离子电池热失控而产生的,根源主要是电极和电解液之间产生的剧烈的化学放热反应,热量的无限制扩散造成。

  研究表明,在对电池系统的热分析中,磷酸铁锂的热稳定性从材料上来讲是最好的。电池的安全性首先取决于自身材料的安全性。要增加电池的安全性,高能量的电池就可能需要在系统设计当中加入特定的保护装置,比如冷却系统、防爆系统等。

  在单体层面,除常规热安全设计外,更重要的是要建立单体自激发热保护。让单体能根据自身感受的温度,调整自己的电流输出或功率输出。电池如果可以关闭反应,其产热也就终止了。

PTC热敏电阻在新能源汽车锂电池过热保护中的作用

PTC热敏电阻,资料图

  这其中,起到温度传感器监测作用的PTC热敏电阻材料,其重要特征便是温度升高到一定程度时,该材料就会从一个良好的导电态变成绝缘态,这将是单体热保护技术中的重要路径之一。

  正温度系数热敏电阻,即PTC(positive temperature coefficient)。它是一类阻值随温度提高而增大的温度传感器材料。PTC在锂离子电池中的应用已经研究多年,目前在部分消费类电池和动力电池中有广泛应用。

  具体来说,在锂离子电池中安装PTC热敏电阻元件,综合考虑了电池内部的压力和温度。当电池因过充而升温时,电池内阻迅速提高,从而限制电流,使正负极之间的电压降为安全电压,实现对电池的自动保护功能。

  不可否认的是,今后和未来一段时间,电池的安全性问题,将伴随系能源汽车电池比能量的提高而变得愈加严峻。相信,在未来,随着PTC热敏电阻等温度传感器检测技术的发展,一定可帮助解决汽车锂电池过热保护的老大难问题,我们拭目以待。

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