當(dāng)前電動(dòng)汽車自燃等安全事故頻發(fā),大部分均與動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱失控有關(guān),如何有效的提升動(dòng)力電池的熱管理水平,對(duì)于提升電動(dòng)汽車的安全性具有重要意義。
動(dòng)力電池?zé)峁芾?,通過傳感器對(duì)于電池系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)部件溫度的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)控,在管理系統(tǒng)的控制策略下,對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行溫度控制,保證其運(yùn)行在合理的溫度區(qū)間。具體來說:1. 電池溫度較高時(shí)進(jìn)行有效散熱,防止產(chǎn)生熱失控;2. 電池溫度較低時(shí)進(jìn)行預(yù)熱,提升電池溫度,確保低溫下的充電、放電性能和安全性;3. 減少電池組內(nèi)的溫度差異,不出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象,防止高溫位置處的電池過快衰減,降低電池組整體壽命。
新能源汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),與電驅(qū)動(dòng)熱管理系統(tǒng)、乘員艙空調(diào)系統(tǒng)及其它設(shè)備冷卻系統(tǒng)一起,共同構(gòu)成了新能源汽車的熱管理系統(tǒng),比傳統(tǒng)燃油車的熱管理系統(tǒng)更加復(fù)雜。作為新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)核心的鋰離子電池包,包含成百上千顆電芯,目前電芯的一致性及穩(wěn)定性很難做到一致;同時(shí)汽車運(yùn)行的環(huán)境也多種多樣,高溫低溫、顛簸碰撞等時(shí)有發(fā)生;由于電芯的化學(xué)特性,對(duì)機(jī)械碰撞、溫度變化等敏感,控制不當(dāng)易引發(fā)失控燃燒,因而整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的熱管理面臨諸多挑戰(zhàn)。

電池加熱、冷卻兩種類型下又包括多種實(shí)現(xiàn)方式。常見的電池加熱方式分為電加熱和水加熱。其中電加熱主要通過加熱膜、加熱鋁板、熱泵和PTC,水加熱主要利用發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電控、逆變器等的輔熱來對(duì)電池進(jìn)行加熱和保溫。PTC分為風(fēng)暖和水暖,水暖效果更加,成本也較高。熱泵和PTC相比,優(yōu)點(diǎn)在于更高的系統(tǒng)集中率和熱效率,但是熱泵的研發(fā)難度較高,目前國內(nèi)只有少數(shù)車型采用熱泵技術(shù)為電池加熱。動(dòng)力電池的熱管理又和整車的空調(diào)系統(tǒng)息息相關(guān),很多的液冷系統(tǒng)跟整車的空調(diào)壓縮機(jī)共用。普通加熱系統(tǒng)常用的有兩種方式,一種是和空調(diào)共用PTC,一種是單獨(dú)的PTC或者熱泵來給電池供熱。常見的電池冷卻方式分為自然冷卻,風(fēng)冷(主動(dòng)+被動(dòng))、主動(dòng)液冷(板式+獨(dú)立回路)、主動(dòng)直冷四種。
整體來看,未來的熱管理冷卻將以液冷為主,加熱方式前期會(huì)以PTC為主,過渡期使用小功率PTC+熱泵的形式,后期以熱泵為主。PTC和熱泵的選擇將隨著各自的技術(shù)成熟度和成本優(yōu)勢做雙向的博弈。
(本文摘自由中國汽研、汽車之家及CEVE規(guī)程聯(lián)合出版的《2019中國汽車技術(shù)發(fā)展與消費(fèi)者洞察研究報(bào)告 新能源汽車篇》一書)
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:中國新能源汽車評(píng)價(jià)規(guī)程
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