热管理之——电动车热管理特性

2017-03-31 by:CAE仿真在线来源:互联网

一、电池热管理系统(BTMS)

电池的热管理系统是电池管理系统的重要组成部分,其主要功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常的工作温度范围。电池内发生复杂的电化学反应,会产生热量使电池发热,而温度对电池性能、寿命、安全等均有重要影响。

电动汽车电池的容量,会随电池运行环境的降低而发生缩减,而且电池充放电效率降低,从而会导致锂电池在低温下充、放电慢,充不满等情况。

电池长时间处于恶劣热环境中,影响性能和寿命;电池箱内温度场温度分布不均匀将造成电池模块和单体性能不均衡,影响性能的同时,热风险大大增加。所以,电池系统温度过高时,需进行降温;温度过低时,需进行升温。

电池热管理系统功能

① 电池温度的准确测量和控制

② 电池的散热和通风

③ 低温条件快速升温

④ 有害气体的有效通风

⑤ 保证电池组温度场均匀分布

电池热管理系统关键技术

① 确定电池最优工作范围

② 电池温度场计算及温度预测

③ 传热介质选择

④ 热管理系统散热结构设计

⑤ 风机与测点温度的匹配及选择

按照冷却介质,可分为风冷模式和水冷模式:

风冷模式

主要是强制冷风流经电池表面进行换热冷却。这种方案受外界环境影响比较大,特别是高温天气下,需要从乘员舱引入冷风,换热效率比较低;因入口风温比较难控制,故电池温度也比较难控制。

水冷模式

系统组成:

主要包括电子水泵,换热器,电池散热板,PTC加热器、膨胀水箱。

工作过程:

电池需要冷却时,电池通过散热板与冷却液进行换热,加热后的冷却液被电子水泵送入换热器内,在换热器内部一侧通入制冷剂,一侧通入冷却液,两者在换热器内充分换热,热量被制冷剂带走,冷水流出换热器在流入电池,形成一个循环;电池需要加热时,关闭制冷回路,开启PTC加热器,冷却液被加热后送入电池内部,通过散热板加热电池。此种方案系统比较复杂,成本比较高。