熱管理之——電動車熱管理特性

2017-03-31 by:CAE仿真在線來源:互聯網

一、電池熱管理系統(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,其主要功能是通過風扇等冷卻系統(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。電池內發(fā)生復雜的電化學反應,會產生熱量使電池發(fā)熱,而溫度對電池性能、壽命、安全等均有重要影響。

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

電池長時間處于惡劣熱環(huán)境中,影響性能和壽命;電池箱內溫度場溫度分布不均勻將造成電池模塊和單體性能不均衡,影響性能的同時,熱風險大大增加。所以,電池系統(tǒng)溫度過高時,需進行降溫;溫度過低時,需進行升溫。

電池熱管理系統(tǒng)功能

① 電池溫度的準確測量和控制

② 電池的散熱和通風

③ 低溫條件快速升溫

④ 有害氣體的有效通風

⑤ 保證電池組溫度場均勻分布

電池熱管理系統(tǒng)關鍵技術

① 確定電池最優(yōu)工作范圍

② 電池溫度場計算及溫度預測

③ 傳熱介質選擇

④ 熱管理系統(tǒng)散熱結構設計

⑤ 風機與測點溫度的匹配及選擇

按照冷卻介質,可分為風冷模式和水冷模式:

風冷模式

主要是強制冷風流經電池表面進行換熱冷卻。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,換熱效率比較低;因入口風溫比較難控制,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。

工作過程:

電池需要冷卻時,電池通過散熱板與冷卻液進行換熱,加熱后的冷卻液被電子水泵送入換熱器內,在換熱器內部一側通入制冷劑,一側通入冷卻液,兩者在換熱器內充分換熱,熱量被制冷劑帶走,冷水流出換熱器在流入電池,形成一個循環(huán);電池需要加熱時,關閉制冷回路,開啟PTC加熱器,冷卻液被加熱后送入電池內部,通過散熱板加熱電池。此種方案系統(tǒng)比較復雜,成本比較高。