上一節(jié)我們講到:電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)非常重要,及時(shí)對(duì)電池的溫度進(jìn)
行監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)干預(yù),就可以把電池的溫度控制在合理的范圍之內(nèi),大大增加汽車的安全性
和電池的穩(wěn)定性,從而保證了續(xù)航里程。
我們知道電動(dòng)汽車動(dòng)力電池是由幾千個(gè)小電芯組成的一個(gè)巨大電池包。一個(gè)結(jié)構(gòu)
完整的電池包包括:電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和 BMS。
新能源汽車電池包
電池包是新能源汽車核心部件,為整車提供驅(qū)動(dòng)電能。電池包熱管理系統(tǒng)(BTMS)
的先進(jìn)與否是 BMS 實(shí)現(xiàn)優(yōu)良管理的前提,也是生產(chǎn)廠商技術(shù)和能力的重要體現(xiàn)。
電池包熱管理系統(tǒng)的主要功能包括:
(1)在電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱,防止產(chǎn)生熱失控事故;
(2)在電池溫度較低時(shí)進(jìn)行預(yù)熱,提升電池的溫度,確保低溫下的充電、放電性能和
安全性;
(3)減小電池組內(nèi)的溫度差異,抑制局部熱區(qū)的形成,防止高溫位置處電池過快衰減,
從而降低電池組的整體壽命。
由于電池包內(nèi)的溫度環(huán)境對(duì)電芯的可靠性、壽命及性能都有很大的影響,因此,使包
內(nèi)溫度維持的一定的區(qū)間范圍內(nèi)就顯示尤其重要。目前,新能源汽車主要采用“液體冷卻”
的方式來控制電池包的溫度,常見的方式有兩種:
(1)將電池單體或模塊沉浸在絕緣液體(如礦物油)中;
(2)在電池模塊間設(shè)置冷卻通道,或在電池底部采用冷卻板。
下面以通用 VOLT 汽車和特斯拉的 MODEL 3 為例,看看他們是怎么給電池包散熱的:
1、通用汽車的 VOLT:
采用乙二醇溶液作為冷卻液,在兩個(gè)軟包電芯之間設(shè)置冷卻板,冷卻板內(nèi)刻有液
體流道,同時(shí)電池包之間還有并行流道,通過液體對(duì)流換熱,將電池產(chǎn)生的熱量帶走。
散熱部件結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低:
2、特斯拉的 Model 3:
與通用 VOLT 的并行流道相比,特斯拉的電池包散熱則是采用串行流道,冷卻板
安裝于電池間隙,這個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度較大,同時(shí),蛇形冷卻板在較大程度上增
加了液冷系統(tǒng)的壓力損失,需要加大流量進(jìn)行補(bǔ)償。
特斯拉的電池包管理系統(tǒng)中,還增加了對(duì)“廢熱”的利用和管理,即:利用車上
各種電子設(shè)備和動(dòng)力系統(tǒng)在工作過程產(chǎn)生的廢熱來給電池加熱,這樣,在不額外增加
電能消耗或少耗能的情況下也能保證電池包的溫度,特別適用于寒冷地區(qū)的車輛使用。
可見,一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)良的電池包熱管理系統(tǒng),不僅能充分利用車輛的空間,還能變廢為
寶,把電池的能量用到極致。美國(guó) Koolance Inc.公司,從 2000 年起,就一直致力于“液
冷”散熱系統(tǒng)的研究和開發(fā),針對(duì)電動(dòng)汽車特殊的散熱要求,設(shè)計(jì)了多款一體式的散熱器,
可滿足各種工況下的散熱需求,通過散熱器內(nèi)置的 Koolance System Monitor 監(jiān)測(cè)系統(tǒng),
就可對(duì)散熱流道中的流量、流速、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、水泵轉(zhuǎn)速、冷液溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控,是從
事自動(dòng)駕駛、電池管理系統(tǒng)(BMS)、熱管理系統(tǒng)(BTMS)開發(fā)者的得力助手、助攻神器!
上述散熱器,搭配 KOOLANCE 研發(fā)的專用探溫計(jì),就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的冷液溫度: