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            如何看汽車電池熱管理系統

            放大字體 縮小字體 發布日期:2016-06-13 19:18:15   來源:新能源汽車網  編輯:全球新能源汽車網  瀏覽次數:102907
            核心提示:2010年剛入職的時候,看啥都新鮮,所以當時寫過兩篇文章(2010-09-26見EDN的yulzhu博客),更多的還是根據當時Volt的散熱系統和AVL以及相關SAE論文的摘錄。 電動車聚合物鋰電池液體冷卻方法1 電動車聚合物鋰電池液
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                2010年剛入職的時候,看啥都新鮮,所以當時寫過兩篇文章(2010-09-26見EDN的yulzhu博客),更多的還是根據當時Volt的散熱系統和AVL以及相關SAE論文的摘錄。
                電動車聚合物鋰電池液體冷卻方法1
                電動車聚合物鋰電池液體冷卻方法2
                現在看來,所有做功率電子、電池散熱的工程師,都合并到熱系統工程的團隊里面了。電池系統的熱管理,本身和其他部件的需求沒有大的概念上的區別,其核心的問題,在于電池在高溫區間的問題和低溫區間的問題。如果我們比對功率電子的熱設計,殊途同歸。
                1)功率電子散熱 在《Robust Thermal Design of a DC-DC Converter in an Electric Vehicle》中那樣:在將工業的電氣化移植入汽車中的過程中的時候,整個電子類產品的熱設計(包括,電機,電機控制器,DC-DC高壓轉換和充電器,最為特殊的是電池組)這些部件的散熱要求,需要結合考慮本身部件的布置的環境,然后根據這個環境條件來仔細考慮。在夏天高溫環境下,汽車要承受地面高至40度以上的環境溫度,還要把乘客艙的熱量散出去,如果布置在底盤上的這些設備面臨著系統性的熱管理的風險。
               

                對一個DC/DC對主要的發熱元件確定之后,根據電流Profile來評估散熱模型。在風冷系統中,我們能拿出來做設計的調整的包括:(外殼材料、PCB大小、銅層大小等),后續根據參數敏感度選取比較好的控制參量和結果組合。
               

                2)以前的工程總監是加拿大人,他對某秦,功率電子采用液冷,而電池系統自然冷卻表示不解。電池的高溫和低溫的問題包括:
                a)高溫 溫度高了,壽命受很大的影響,特別是單體的溫度差異導致容量和參數的變化,使得Pack的一個SOC的考慮泡湯了。
                b)低溫 低溫不能大功率充電、低溫能量回收有限制,低溫使得PTC能量釋放出問題,客戶只能開著限速的車在寒冷的車廂里面無聊的開車。
                做電池的工程師會給你一堆限制,否則
                無法保證續航里程精確性
                無法保證車輛的燃油經濟性
                無法保證單體Warrenty滿足要求
                無法保證單體之間的差異
                無法在某些條件下不出極端問題
              

                電池熱設計的基本過程:
                1.通過整車的工況,估算電池組需要放電和充電的工況;
                2.使用仿真來驗證以上的條件;
                3.通過估算推導在放電和充電條件下電池組產熱情況;
                4.考慮系統的選擇方案(液冷和風冷)
                5.以正常值考慮單體電池需要的散熱條件;
                6.在既定的散熱條件下(液冷為進口水壓和溫度,風冷為風扇的功率和進風口的空氣的
                溫度控制)設計相應的散熱片或者散熱間隙;
                7.通過流體設計軟件來仿真結果。
               

                我們根據VW的材料大概有這么一個過程
                分析車輛項目的布置
                車輛構型
                電氣要求
                可安裝位置
                各個國家的特殊條件要求
                電池項目的布置
                單體類型
                battery set-up
                安裝空間和位置
                電氣功率
                各個國家的設計條件
                熱管理估計
                冷卻和加熱要求
                cooling medium
                可用的熱連接
                可能的熱管理系統構型(這里分自然冷卻、強制風冷、液冷、直接制冷劑冷卻)
               

                以前不是很理解這種,不過自從仔細觀察了Daimler的HEV系統之后總算明白了
               

                模塊這一層級,可能略微復雜一些,分以下四種,或者可以加一種冷卻頭
               

                具體分以下的步驟,通過建立不同的單體熱模型來確認是否符合要求。
              

                這個建立模型的過程,其實挺花錢的
              

                不過取巧的辦法是,根據情報收集的數據,根據車輛的測量數據來獲取一些模型考量:
                1)基本的單體信息可知
                2)在各種條件下,放入V、I和T探頭,然后進行擬合
                我的觀點是,正向可以做的漂亮,反向也要做的漂亮和精致。
                小結:
                1)今天聊了聊,晚上寫個小結,其實做到后面,需要從VTS=》STS=》CTS,真正到VCU或者BMS的參數,已經經過好多輪的優化和妥協了
                2)處處皆學問,看多了把知識架構理出來,知道怎么設計,什么是要點,什么是評判接受的條件,誰來提要求,誰來滿足。
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