动力电池温控管理系统科普

汽车   2025-01-01 07:00   北京  


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一、动力电池的最佳工作温度区间

对于锂离子动力电池而言,尽管“最佳工作温度区间”这一概念相对笼统,但我们可以从电池包的加热和冷却保护机制来合理推测。一般而言,许多车企在电池包标定时,会设定当电池包温度低于5℃时开始加热,加热至15℃时停止;而当温度达到45℃时则开始冷却,降至35℃时停止散热。从这个角度来看,电池包在15~35℃之间工作是比较理想的温度区间。当然,不同厂家的标定策略可能有所不同,因此这个温度范围也会有所差异。

二、关键部件介绍

1冷却器(Chiller)

冷却器是电动汽车电池热管理中的一个关键部件,它主要由一个换热器主体、一个外部蒸发器、两个冷却液管(一进一出)和两个制冷剂管(一进一出)组成。冷却液管内部流动的是动力电池的冷却液,而制冷剂管内则流动着空调系统的制冷剂。可以简单地将换热器主体想象成“千层饼”,奇数层内流动冷却液,偶数层内流动制冷剂,两者在流动中进行热量交换。最终,制冷剂会带走冷却液中的热量,从而达到给电池降温的效果。    

2PTC加热器

PTC,即Positive Temperature Coefficient的缩写,指的是正温度系数热敏电阻。在电动汽车上,PTC加热器在通电后会产生大量热量,为电动汽车提供制热功能。这种加热器在寒冷天气下尤为重要,能够确保电池包维持在适宜的工作温度范围内。

3热泵

热泵(Heat Pump)通过蒸汽压缩式循环将外界的热量搬入目标环境内,对于新能源汽车而言,它就像一台“热量泵”,能够将外界低温环境中的热量“泵”到相对高温的车内。热泵技术的最大优势在于节能,其低功耗特性使得电动汽车在冬季采暖时的能耗较PTC加热降低约30%~50%。这一优势直接体现在电动汽车的续驶里程上,使得电动汽车在寒冷天气下也能保持良好的续航能力。    

三、电池包的热管理技术

由于锂电池的最佳工作温度是15~35℃,过高或过低的温度都会影响电动汽车的续驶里程。因此,电池包需要配备热管理技术来确保其在各种极端环境下都能正常工作。电池包的热管理技术主要满足三个功能:冷却、加热和温度均衡。即在天热时给电池包降温,在天冷时给电池包加热,并且在任何时候都尽量保证电池包内部所有电芯温度的一致性。    

以MG EZS为例,这款车的电池包搭载了智能电池温控管理系统、水冷系统和电加热系统,确保电池在极限温度下也能正常工作,始终发挥最佳性能。

四、动力电池的抗寒加热方式

在低温环境下,动力电池的加热方式主要分为内部加热和外部加热两种。

外部加热

PTC加热:利用外部电源加热电阻丝,产生的热量通过水传递到电池包中。    

加热膜加热:在电池表面贴上电加热膜,通过表面接触将热量传递到电芯内部。

空气加热:让冷空气通过换热面后再输入电池内,提高电池温度。

液体加热:先将电池包内的冷却液加热,然后让冷却液在电池包内部循环流动以加热电池。

内部加热

内部加热则是利用电池包外部的交流电源直接给电池电解液加热,直至达到适宜的温度范围。这种方式的生热部件是电池自身,因此称为内部加热。    


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