熱管理之——電動(dòng)車熱管理特性

2017-03-31 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

一、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BTMS)

電池的熱管理系統(tǒng)是電池管理系統(tǒng)的重要組成部分,其主要功能是通過(guò)風(fēng)扇等冷卻系統(tǒng)和熱電阻加熱裝置使電池溫度處于正常的工作溫度范圍。電池內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生熱量使電池發(fā)熱,而溫度對(duì)電池性能、壽命、安全等均有重要影響。

電動(dòng)汽車電池的容量,會(huì)隨電池運(yùn)行環(huán)境的降低而發(fā)生縮減,而且電池充放電效率降低,從而會(huì)導(dǎo)致鋰電池在低溫下充、放電慢,充不滿等情況。

電池長(zhǎng)時(shí)間處于惡劣熱環(huán)境中,影響性能和壽命;電池箱內(nèi)溫度場(chǎng)溫度分布不均勻?qū)⒃斐呻姵啬K和單體性能不均衡,影響性能的同時(shí),熱風(fēng)險(xiǎn)大大增加。所以,電池系統(tǒng)溫度過(guò)高時(shí),需進(jìn)行降溫;溫度過(guò)低時(shí),需進(jìn)行升溫。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)功能

① 電池溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和控制

② 電池的散熱和通風(fēng)

③ 低溫條件快速升溫

④ 有害氣體的有效通風(fēng)

⑤ 保證電池組溫度場(chǎng)均勻分布

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

① 確定電池最優(yōu)工作范圍

② 電池溫度場(chǎng)計(jì)算及溫度預(yù)測(cè)

③ 傳熱介質(zhì)選擇

④ 熱管理系統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

⑤ 風(fēng)機(jī)與測(cè)點(diǎn)溫度的匹配及選擇

按照冷卻介質(zhì),可分為風(fēng)冷模式和水冷模式:

風(fēng)冷模式

主要是強(qiáng)制冷風(fēng)流經(jīng)電池表面進(jìn)行換熱冷卻。這種方案受外界環(huán)境影響比較大,特別是高溫天氣下,需要從乘員艙引入冷風(fēng),換熱效率比較低;因入口風(fēng)溫比較難控制,故電池溫度也比較難控制。

水冷模式

系統(tǒng)組成:

主要包括電子水泵,換熱器,電池散熱板,PTC加熱器、膨脹水箱。

工作過(guò)程:

電池需要冷卻時(shí),電池通過(guò)散熱板與冷卻液進(jìn)行換熱,加熱后的冷卻液被電子水泵送入換熱器內(nèi),在換熱器內(nèi)部一側(cè)通入制冷劑,一側(cè)通入冷卻液,兩者在換熱器內(nèi)充分換熱,熱量被制冷劑帶走,冷水流出換熱器在流入電池,形成一個(gè)循環(huán);電池需要加熱時(shí),關(guān)閉制冷回路,開(kāi)啟PTC加熱器,冷卻液被加熱后送入電池內(nèi)部,通過(guò)散熱板加熱電池。此種方案系統(tǒng)比較復(fù)雜,成本比較高。