動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車的能量來(lái)源，在充放電過(guò)程中電池本身會(huì)伴隨產(chǎn)生一定熱量，從而導(dǎo)致溫度上升，而溫度升高會(huì)影響電池的很多工作特性參數(shù)，如內(nèi)阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。

電池?zé)嵝?yīng)問(wèn)題也會(huì)影響到整車的性能和循環(huán)壽命，因此，做好熱管理對(duì)電池的性能、壽命至整車行駛里程都十分重要。

接下來(lái)，就從電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及設(shè)計(jì)流程、零部件類型及選型、熱管理系統(tǒng)性能及驗(yàn)證等幾個(gè)方面來(lái)和大家聊一聊：

01

動(dòng)力電池?zé)峁芾肀匾?br/>
1、電池?zé)崃康漠a(chǎn)生

由于電池阻抗的存在，在電池充放電過(guò)程中，電流通過(guò)電池導(dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量。另外，由于電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)也會(huì)造成一定的生熱量。

2、溫度升高對(duì)電池壽命的影響

從上面兩個(gè)圖可以看出，溫度對(duì)電池的日歷壽命有很大的影響。同樣的電芯，在環(huán)境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環(huán)境下，272天后電池的剩余容量已經(jīng)達(dá)到80%。溫度升高32℃，電芯的日歷壽命下降了95%以上。因此，溫度對(duì)日歷壽命的影響極大，溫度越高日歷壽命衰退越嚴(yán)重。

從上面兩個(gè)圖可以看出，溫度對(duì)電池的循環(huán)壽命也有很大的影響。同一款電芯，當(dāng)剩余容量為90%，25℃溫度下輸出容量為300kWh，而35℃溫度下的輸出容量?jī)H為163kWh。溫度上升10℃，電芯的循環(huán)壽命下降了近50%。由此可見，溫度對(duì)電池的循環(huán)壽命有很大的影響。

因此，為了電池包性能的最優(yōu)化，需要設(shè)計(jì)熱管理系統(tǒng)確保各電芯工作在一個(gè)合理的溫度范圍內(nèi)。

02

熱管理系統(tǒng)的分類及介紹

不同的熱管理系統(tǒng)，零部件類型的結(jié)構(gòu)不同、重量不同以及系統(tǒng)的成本不同和控制方式不同，使得系統(tǒng)所達(dá)到的性能也不相同。主要有如下五大類：

1、直冷系統(tǒng)

直冷系統(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、重量輕以及性能好的優(yōu)點(diǎn)。但是此系統(tǒng)是一個(gè)雙蒸發(fā)器系統(tǒng)、系統(tǒng)沒(méi)有電池制熱、沒(méi)有冷凝水保護(hù)、制冷劑溫度不易控制且制冷劑系統(tǒng)壽命短。

2、低溫散熱器冷卻系統(tǒng)

低溫散熱器冷卻系統(tǒng)是電池的一個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)，由散熱器、水泵和加熱器組成。該冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低、低溫環(huán)境下經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。但是此系統(tǒng)有著冷卻性能低、夏天水溫高、應(yīng)用受天氣限制等缺點(diǎn)。

3、直接冷卻水冷卻系統(tǒng)

直接冷卻水冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、冷卻性能好以及工業(yè)應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但是此系統(tǒng)零部件比直冷多、系統(tǒng)復(fù)雜、燃料經(jīng)濟(jì)性差且壓縮機(jī)負(fù)荷高。此類型的冷卻系統(tǒng)是目前最常用的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)之一。

4、空冷/水冷混合冷卻系統(tǒng)

空冷/水冷混合冷卻系統(tǒng)中有兩個(gè)關(guān)鍵零部件：

1)水冷電池冷卻器;

2)空冷電池散熱器。

空冷/水冷混合冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、性能好且低溫環(huán)境下經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。但是此系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、控制復(fù)雜且可靠性要求高。

5、直接空氣冷卻系統(tǒng)

此系統(tǒng)利用駕駛艙的低溫空氣對(duì)電池進(jìn)行冷卻。

直接空氣冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、空氣溫度可控以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是此系統(tǒng)并不是對(duì)所有類型的電芯都適合，浸濕后回復(fù)慢且電池內(nèi)部會(huì)有污染的風(fēng)險(xiǎn)。