电动汽车热泵和电池热管理系统部件解决方案-PPT

新能源整车热管理（三）：电池系统热管理动⼒电池作为新能源汽车的主要动⼒源，其对新能源汽车的重要性不⾔⽽喻。

在实际的车辆使⽤过程中，电池会的⾯临的使⽤⼯况复杂多变。

为了提⾼续航⾥程，车辆需要在⼀定的空间内布置尽可能多的电芯，因此车辆上电池包的空间⾮常有限。

电池在车辆运⾏过程中产⽣⼤量的热量且随着时间的累积在相对狭⼩的空间内内积聚。

由于电池包内电芯的密集堆放，也在⼀定程度上造成中间区域散热相对更困难，加剧了电芯间的温度不⼀致，其结果会降低电池的充放电效率，影响电池的功率；严重时还会导致热失控，影响系统的安全性和寿命。

动⼒电池的温度对其性能、寿命、安全性影响很⼤。

在低温下，锂离⼦电池会出现内阻增⼤、容量变⼩的现象，极端情况更会导致电解液冻结、电池⽆法放电等情况，电池系统低温性能受到很⼤影响，造成电动汽车动⼒输出性能衰减和续驶⾥程减少。

在低温⼯况下对新能源车辆进⾏充电时，⼀般BMS先将电池加热到适宜的温度再进⾏充电的操作。

如果处理不当，会导致瞬间的电压过充，造成内部短路，进⼀步有可能会发⽣冒烟、起⽕甚⾄爆炸的情况。

电动汽车电池系统低温充电安全问题在很⼤程度上制约了电动汽车在寒冷地区的推⼴。

电池热管理是BMS中的重要功能之⼀，主要是为了让电池组能够始终保持在⼀个合适的温度范围内进⾏⼯作，从⽽来维持电池组最佳的⼯作状态。

电池的热管理主要包括冷却、加热以及温度均衡等功能。

冷却和加热功能，主要是针对外部环境温度对电池可能造成的影响来进⾏相应的调整。

温度均衡则是⽤来减⼩电池组内部的温度差异，防⽌某⼀部分电池过热造成的快速衰减。

如表1所⽰，通常我们期望电池在20~35℃的温度范围内⼯作，这样能实现车辆最佳的功率输出和输⼊、最⼤的可⽤能量，以及最长的循环寿命。

表1 动⼒电池温度特性⼀般来说，动⼒电池的冷却模式主要分为风冷、液冷和直冷三⼤类。

风冷模式是利⽤⾃然风或者乘客舱内的制冷风流经电池的表⾯达到换热冷却的效果。

液冷⼀般使⽤独⽴的冷却液管路⽤来加热或冷却动⼒电池，⽬前此种⽅式是冷却的主流，如特斯拉和volt均采⽤此种冷却⽅式。

新能源车热管理：电子水泵和电子油泵电子水泵全面替代机械水泵1三种冷却方式冷却方式依据其介质不同，可分为风冷、水冷、油冷。

新能源汽车目前主要采用水冷和油冷。

水冷是最广泛的冷却方式。

水冷系统一般由水冷机壳、水泵、散热器、管道等部件组成，其工作原理是，在水泵的推动下，水流通过冷却物体表面，在吸收了热量后，再回到散热器将热量散发到大气中。

水冷系统散热效率较高，技术难度较低，已实现大规模产业化。

新能源车电机功率密度要求提高，油冷技术将成为趋势。

①水冷属于间接冷却：随着电机功率密度提升，水冷不足以达到良好的散热效果，需要提供直接冷却热源来提升冷却效率，而油本身不导电不导磁，对电机磁路无影响，可作为电机直接冷却热源。

②油作为冷却介质的优势：油的沸点高、凝点低、高温不易沸腾、低温不易凝结，适用范围更广阔，且不易相变；③有利于电机与变速箱的集成，提高轴承的润滑冷却效果、环境温度较低时加热变速箱油提高润滑搅拌效率。

2机械水泵的工作原理及构成汽车动力系统的水冷系统为强制循环水冷系统。

发动机水冷系统利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。

随发动机负荷和水温的大小，节温器改变冷却液的流量和循环路线，从而保证发动机在适宜的温度下工作减少燃料消耗和机件的磨损。

主要组成部分为：①散热器：散热器即水箱，分为纵流式和横流式两种。

大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。

②膨胀水箱：水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器把冷却系变成永久性封闭系统，避免空气进入，使冷却系中水、汽分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。

③水泵：对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。

④风扇：当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度。

⑤节温器：随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。