三、熱管理系統(tǒng)的設(shè)計
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是從使角度出發(fā),用來確保電池系統(tǒng)工作在適宜溫度范圍內(nèi)的一套管理系統(tǒng),主要由電池箱、傳熱介質(zhì)、監(jiān)測設(shè)備等部件構(gòu)成。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)有如下幾項主要功能:
?。?)電池溫度的準(zhǔn)確測量和監(jiān)控;
?。?)電池組溫度過高時的有效散熱和通風(fēng);
(3)低溫條件下的快速加熱,使電池組能夠正常工作;
(4)有害氣體產(chǎn)生時的有效通風(fēng);
?。?)保證電池組溫度場的均勻分布。
當(dāng)車輛在不同運行工況下,電池系統(tǒng)由于其自身有一定的內(nèi)阻,在輸出功率、電能的同時產(chǎn)生一定的熱量從而產(chǎn)生熱量累積使電池溫度升高,空間布置的不同使得各處電池溫度并不一致。當(dāng)電池溫度超出其正常工作溫度區(qū)間時,必須限功率工作,否則會影響電池的壽命。為了保證電池系統(tǒng)的電性能和壽命,車用動力電池系統(tǒng)一般設(shè)計具有熱管理系統(tǒng)。
可以從動力電池系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)組成看到,熱管理系統(tǒng)設(shè)計時要考慮到電池單體和電池模塊兩個層次的結(jié)構(gòu)。因此在電池系統(tǒng)的整體設(shè)計中就必須要考慮到電池單體和電池模塊所在位置的溫度環(huán)境的影響。在進(jìn)行電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計時,一般設(shè)計要求有如下幾個方面:
1、電池滿功率工作的溫度區(qū)間定義及電池降功率工作區(qū)間定義。具備電池低溫啟動性能要求及電池隔熱功能。
2、電池制冷和制熱功能:電池系統(tǒng)需要設(shè)計在低溫下能夠快速升溫, 以達(dá)到整車大功率和能量的需求, 或者整車熱管理系統(tǒng)采用空調(diào)系統(tǒng)或發(fā)動機冷卻水來維持電池系統(tǒng)在最優(yōu)的工作溫度區(qū)間。而采用主動方式還是被動方式的加熱和散熱,效率會有很大差別。
3、制冷和制熱方案, 如風(fēng)冷或液冷。風(fēng)冷方案設(shè)計主要考慮電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計, 風(fēng)道, 風(fēng)扇的位置及功率的選擇, 風(fēng)扇的控制策略等。液冷方案設(shè)計主要考慮冷卻管道, 流場, 進(jìn)出口冷卻劑的流量、溫度、壓降。水泵及整車空調(diào)壓縮機的控制策略等。在采用風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)與與液冷冷卻系統(tǒng)時要考慮各自的優(yōu)缺點。



風(fēng)冷冷卻結(jié)構(gòu)和液冷式冷卻結(jié)構(gòu)示意圖
