電池包（PACK）內(nèi)的溫度環(huán)境對(duì)電芯的可靠性、壽命及性能都有很大的影響，因此，使PACK內(nèi)溫度維持的一定的溫度范圍區(qū)間內(nèi)就顯示尤其重要。這主要是通過冷卻與加熱來實(shí)現(xiàn)，這里我們對(duì)風(fēng)冷、液冷、直冷三種冷卻方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

風(fēng)冷

風(fēng)冷是以低溫空氣為介質(zhì)，利用熱的對(duì)流，降低電池溫度的一種散熱方式，分為自然冷卻和強(qiáng)制冷卻(利用風(fēng)機(jī)等)。該技術(shù)利用自然風(fēng)或風(fēng)機(jī)，配合汽車自帶的蒸發(fā)器為電池降溫，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)，在早期的電動(dòng)乘用車應(yīng)用廣泛，如日產(chǎn)聆風(fēng)（Nissan Leaf）、起亞Soul EV等，在目前的電動(dòng)巴士、電動(dòng)物流車中也被廣泛采納。

風(fēng)冷的基本原理圖如下：

風(fēng)冷原理示意圖

起亞Soul EV風(fēng)冷路徑

液冷

液體冷卻技術(shù)通過液體對(duì)流換熱，將電池產(chǎn)生的熱量帶走，降低電池溫度。液體介質(zhì)的換熱系數(shù)高、熱容量大、冷卻速度快，對(duì)降低最高溫度、提升電池組溫度場(chǎng)一致性的效果顯著，同時(shí)，熱管理系統(tǒng)的體積也相對(duì)較小。液冷系統(tǒng)形式較為靈活: 可將電池單體或模塊沉浸在液體中，也可在電池模塊間設(shè)置冷卻通道，或在電池底部采用冷卻板。電池與液體直接接觸時(shí)，液體必須保證絕緣( 如礦物油) ，避免短路。同時(shí)，對(duì)液冷系統(tǒng)的氣密性要求也較高。此外，就是機(jī)械強(qiáng)度，耐振動(dòng)性，以及壽命要求。

液冷是目前許多電動(dòng)乘用車的優(yōu)選方案，國內(nèi)外的典型產(chǎn)品如寶馬i3、特斯拉、通用沃藍(lán)達(dá)（Volt）、華晨寶馬之諾、吉利帝豪EV。

液冷的基本原理圖如下：

液冷基本原理圖

VOLT的冷卻液為乙二醇溶液，每個(gè)軟包電芯大面冷卻，并行流道、緊湊性性、成本較低。

GM VOLT冷卻2D圖

GM VOLT 5并聯(lián)冷卻通道

GM Volt冷卻結(jié)構(gòu)實(shí)體圖

與VOLT的并行流道相比，特斯拉的液冷采用串行流道，冷板安裝于電池間隙，這個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度較大，同時(shí)，蛇形冷板在較大程度上增加了液冷系統(tǒng)的壓力損失。

TESLA液冷結(jié)構(gòu)2D示意圖

特斯拉液冷結(jié)構(gòu)3D示意圖

特斯拉液冷結(jié)構(gòu)實(shí)體圖

VOLT和特斯拉的冷卻方式的對(duì)比：

直冷

直冷(制冷劑直接冷卻)：利用制冷劑(R134a等)蒸發(fā)潛熱的原理，在整車或電池系統(tǒng)中建立空調(diào)系統(tǒng)，將空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器安裝在電池系統(tǒng)中，制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)并快速高效地將電池系統(tǒng)的熱量帶走，從完成對(duì)電池系統(tǒng)冷卻的作業(yè)。

目前通過直冷的冷卻方式基本在電動(dòng)乘用車上，最典型的如BMW i3(i3有液冷、直冷兩種冷卻方案)。

寶馬i3冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

直冷冷卻的優(yōu)點(diǎn)在于：

(a)冷卻效率比液冷高出3~4倍；

(b)更能滿足快充需求；

(c)結(jié)構(gòu)緊湊；

(d)潛在地降低了成本；

(e)避免了乙二醇溶液在電池箱體內(nèi)部流動(dòng)

2017年一月份“新能源汽車免費(fèi)大課堂”電芯主題預(yù)告

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁 >