动力电池冷却方式介绍及重点车型冷却方案全面解析-欧洲杯买球app

在电动汽车中，冷却系统主要分为两部分：一是对动力系统的驱动电机、车辆控制器和dc/dc等部件冷却，二是对供电系统的动力电池和车载充电器冷却。

目前，电动汽车动力电池为锂离子电池，锂离子动力电池的性能对温度变化较敏感，动力电池的冷却性能的好坏直接影响电池的效率，同时也会影响到电池寿命和使用安全。由于充放电过程中电池本身会产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响电池的很多特性参数，如内阻、电压、soc、可用容量、充放电效率和电池寿命。为了使电池包发挥最佳性能和寿命，需要优化电池包的结构，对它进行热管理，增加散热设施，控制电池运行的温度环境。

动力电池主要降温方案

不同的热管理系统，零部件类型的结构不同、重量不同以及系统的成本不同和控制方式不同，使得系统所达到的性能也不相同。在进行电池包热管理系统类型设计选择时，需要考虑到电池的冷却性能需求，结合整车的性能以及空间大小，系统的稳定性和成本高低也是要考虑的因素。

不同冷却系统工作示意图

1、风冷

国内外电动汽车电池组的冷却方式上主要有以下几种：空气冷却、液体冷却、热管冷却。目前空气冷却方式仍然是主要采用的方法，空气冷却比较容易实现，但冷却效果不佳。

冷却风机的选型直接影响电池包空冷系统的冷却效果。风机的选型要求如下:根据电池的热生成速率确定空气流量;满足每个模块的温升要求;基于系统所需空气流量以及系统的压降曲线选择满足要求的风机。

（典型风冷系统工作示意图）

2、液冷

液体冷却有较好的冷却效果，而且可以使电池组的温度分布均匀，但是液体冷却对电池包的密封性有很高的要求，如果采用水这类导电液体，需用水套将液体和电池单体隔开，这样不仅增加了系统的复杂性而且降低了冷却效果。

一般冷却系统都是安装在电池组模块附近，原理和空调的制冷原理相似，冷却系统通过管路和单个电池模块相连，管路里循环流动冷却液(一般是乙二醇)，将单个电池模块的热量带走，冷却系统将乙二醇制冷，多余热量通过风扇排到外界，而乙二醇再次循环进入电池模块，继续吸收电池散发的热量。

冷却板作为电池包液冷系统中最关键的零部件之一，冷却板的选型至关重要。冷却板的选型必须满足如下要求：

1、冷却板的压降必须满足客户要求;冷却水流动的一致性要求；

2、爆破压力要求；冷却板的机械要求；

3、冷却板必须通过振动和冲击载荷测试；

4、冷却板必须满足公差要求以及空间尺寸要求。

（典型液冷系统工作示意图）

3、热管技术

热管技术可以满足电池组的高温散热与低温预热双工况要求，响应快，温度均匀性好，作为电池组新的冷却方法被提出后，有了一定的发展，且作为产业研究的重点方向，但是受到布置和体积的限制，目前还没有实车使用。

（热管技术工作示意图）

从现有电动汽车动力电池冷却方式来看，风冷一直占据主要的位置，尤其是日系电动汽车，基本采用风冷系统。随着应用环境对电池的要求越来越高，液冷也成为车企业的优先方案，如特斯拉、宝马等品牌。我国主流电动乘用车企业也开始转向液冷系统，从中长期趋势来看，液冷将占据主流。

典型车载冷却方案

1、宝马i3

在热管理及电控系统上，宝马放弃了自研而选择了德国preh公司的电控系统，该电池管理系统由电子控制元件电池管理单元和电池监控传感器单元构成，宝马表示，该系统可以时刻监测每个电池组的电压温度变化。测得的数据将由电池管理单元(bmu)进行处理以确定各自相应的充电电压，来确保电池处于最佳状态。

从动力电池系统角度来看，i3自2013年11月份上市以来，共进行了一次升级，即在2016年电量由22kwh，提升为33kwh，电量提高50%，这一次升级，保持了电池包体积、结构不变。宝马i3的热管理采用直冷方案与液冷方案相结合的方式。

2、特斯拉model s & x

特斯拉在电池组散热和电控技术安全性上的投入也令人印象深刻，这个技术优势从多家传统车企对特斯拉汽车逆向工程上也可以得到证明。

在电池热管理系统上，特斯拉用一个四通转换阀实现了冷却系统的串并联切换。当电池处于低温时，电机冷却回路与电池冷却回路串联，从而使电机为电池加热。当电池处于高温时，电机冷却回路与电池冷却回路并联，两套冷却系统独立散热。汽车可以根据工况选择最优热管理方式。

（特斯拉model s冷却管路）

特斯拉使用的“冷却液”呈绿色，由50%的水和50%的乙二醇混合而成。“冷却液”不断地在管道中流动，最终会在车辆头部的热交换器散发出去，从而保持电池温度的均衡，防止电池局部温度过高导致电池性能下降。特斯拉的电池热管理系统可将电池组之间的温度控制在±2℃，控制好电池板的温度可有效延长电池的使用寿命。

（特斯拉使用的冷却液）

3、雪佛兰volt电动版

雪佛兰volt的动力电池与特斯拉一样，属于三元锂电池，但在电池形态上，bolt选择了由lg化学提供铝塑膜软包锂电池。

在电池热管理系统上，当电池处于低温状态时，通用为电池包配备了一个功率为1.6kw的充电加热方式，可以将整体温差控制在2摄氏度以下。当电池处于高温状态时，通用采用液冷散热的方式，将液冷线路密集的平铺于软包电池的各个部位，使电池组整体得到一个均匀的冷却效果，避免了整体温差过大的情况出现。整个热管理系统虽然不如特斯拉高效，但更加节能。