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电池热管理系统的应用与试验研究.pdf
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1、QICHEYINGYONG汽车应用HEAVY TRUCK重型汽车31电池热管理系统的电池热管理系统的应用与试验研究应用与试验研究动力性能和快充性能要求越来越高。在性能要求越来越高。在大倍率充放电工况下,传统的自然冷却大倍率充放电工况下,传统的自然冷却和强制风冷已不能满足散热需求。与传和强制风冷已不能满足散热需求。与传统空气冷却相比,液体冷却尽管结构相统空气冷却相比,液体冷却尽管结构相对复杂,但换热效率高、冷却速度快,电池温度分布相对较均匀。为此,在对电池技术方案市场需求调研的基础上,通过深入研究,开发出电池系统所需的电池热管理系统,以解决电池系统能量密度提升、功率密度提升所带来的散热问题。2
2、电池热管理系统2.1 电池热管理系统结构及工作原理电池热管理系统是针对电池组散热所设计的电池水冷却系统,其特征在于采用独立的制冷系统对电池组循环水进行冷却,能够快速、稳定地对电池组进行冷却3。电池热管理系统主要由制冷模块(压缩机、冷凝器、膨胀阀、热交换器、空调管道)及其他附件(水泵、电子三通阀、膨胀水箱、液冷管道)组成,结构如图 1 所示,实物图如图 2 所示:图 1 电池热管理系统结构图 图 2 电池热管理系统实物图液冷输入接口及液冷输出接口与动力电池系统液冷接口连接;存储于膨胀水箱中的冷却液通过水泵的作用,由液冷输入接口进入液冷管道,液冷管道上设有温度传感器和流量调节装置,其中,温度传感器
3、用于监测冷却液的温度,流量调节装置用于调节流通于所述液冷管道内的冷却液流量,冷却液流量实时可控,能够达到全面测试液冷性能的目的。当冷却液温度过高需要冷却时,冷却液通过电子三通阀,进入到热交换器。电池管理系统启动热管理系统的冷却功能。低温(约 0)、低压(约 150kPa)气态制冷剂通过空调管道进入压缩机,压缩机将其压缩成高温(约 65)、高压(约 1300kPa)气态制冷剂。高温高压气态制冷剂进入到冷凝器转变为高温(约 55)、高压(约 1300kPa)液态制冷剂。冷凝后的高温、高压液态制冷剂经膨胀阀节流降压后,转变为低温(约-5)、低压(约150kPa)的液态制冷剂。低温低压的液态制冷剂流经
4、热交换器时,不断吸收高温冷却液的热量而气化成低温(约1 引言随着新能源汽车产业的发展,动力电池作为电动汽车的核心零部件,得到众多生产企业与研究人员的关注。与其他化学电源相比,锂离子电池具有长寿命、大倍率、高能量密度、无污染等优势,是主要的车用动力电池1。在使用过程中,如果锂离子电池自身的温度过高,会造成锂离子电池的循环寿命急剧下降。高温除了会影响锂离子电池的循环寿命,还会危害到锂离子电池的安全。如果电池在高温环境中使用或在充放电过程中产生的热量没有得到及时疏散,电池自身温度将迅速升高,导致电池组产生温差,研究表明,当温差超过 5时,系统的 SOC 差异 10%2。当温度超过安全上限时,会引起热
5、失控甚至引发爆炸等安全问题。由此可见,冷却系统对于保证电池系统循环寿命、热安全和一致性至关重要。常用的冷却方式主要有三种:自然冷却、强制风冷和液冷。自然冷却和强制风冷是利用空气的自然对流换热,将动力电池包、模组或电池单体的热量传递到周围空气中,从而在一定程度上降低电池温度。自然冷却和强制风冷的优点是结构简单、成本低,在商用车产品中应用较广泛。但随着用户对电动汽车的要求提高,主机厂对动力电池系统的文文/李 锋李 锋1 1 郎文嵩 郎文嵩1 1 焦志浩 焦志浩1 1 程浩杰 程浩杰2 2(1.中国重汽集团新能源商用车公司 2.中国重汽集团汽车研究总院(1.中国重汽集团新能源商用车公司 2.中国重汽
6、集团汽车研究总院)【摘 要摘 要】为了满足电动汽车动力电池系统的散热需求,开发出一款电池热管理系统,同时阐述了电池热管理系统】为了满足电动汽车动力电池系统的散热需求,开发出一款电池热管理系统,同时阐述了电池热管理系统的结构、工作原理及控制策略。通过试验研究表明,该热管理系统能够满足整车使用需求。该热管理系统能够有效的结构、工作原理及控制策略。通过试验研究表明,该热管理系统能够满足整车使用需求。该热管理系统能够有效冷却动力电池系统,降低电池温度,缩小电池温差,有助于电池使用寿命延长,同时提升了电池安全性。冷却动力电池系统,降低电池温度,缩小电池温差,有助于电池使用寿命延长,同时提升了电池安全性。
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