给电动汽车“降降温” 电池冷却系统全面解析
发布时间:2017-12-19 11:18:00
关键词:电动汽车 电池 冷却系统

  冷却技术是电动汽车的核心技术之一,相比于传统燃油汽车,因新增了大的发热元件(电池,电机,控制器,充电器等),电动汽车冷却性能就变得格外重要。本篇文章我们就介绍一下其中最重要的电池冷却系统。


给电动汽车“降降温” 电池冷却系统全面解析


  总览


  电池常用的冷却方式可以分为四种,即自然冷却,风冷,液冷,相变冷却/制冷剂直冷,一张表总结如下,他们的冷却效率逐渐提升。


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  下面我们分别来介绍这几种冷却方式,先说说自然冷却,即不采用特别散热措施,让发热部件通过自身表面与环境空气进行热交换来散热。这是一种最原始也是最简单的冷却,因为没有什么应用,所以这里仅仅提一下。


  风冷


  通过空气流过发热部件表面带走热量。又分为两类:如果是利用汽车行驶与空气相对运动将空气引入电池包内部,那么称为被动风冷;如果通过风扇将空气引入电池包内部,那么称为强制风冷。


  对于风冷系统,其风道的设计尤为关键,主要分为串行和并行的方式,如下图。串行结构简单,但阻力大;并行结构较复杂占用空间多,但散热均匀性好。


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  风冷方式一般用于早期的电动汽车,但是也有一个奇葩,即日产Leaf。


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  液冷


  利用液体工质,通过水道间接或直接与发热部件接触,吸收热量并带到外部的散热器;同时,通过风冷的方式给散热器中的液体工质降温,再将降温后的液体工质送回发热部件内部重新吸收热量。


  其中有液体工质可直接接触电芯的,比如硅油,蓖麻油等,也有液体工质通过水道间接接触电芯的,如水和乙二醇等。目前水和乙二醇混合溶液用的比较多。


  液冷是目前主流的冷却方式,其代表为通用Volt:


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  以及特斯拉:


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  相变冷却

  利用材料在固液气三态间发生转变,在发热部件工作时吸收热量,不工作时散发热量的一种方式。


  目前相变冷却还处于研究阶段,但是还是有奇葩(引领业界潮流),宝马i3如下:


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  总结


  电池系统内部的热量如果得不到有效的控制,会引起电池的热失控。电池温度过高,会造成电池循环寿命降低,同时电池在充放电过程中也会发热,存在失火等风险。此外,电芯之间的温差也会使电池一致性降低。


  因此,电池冷却系统对于保证电池寿命,安全性和一致性至关重要。在电动汽车“火热”的背后,需要电池冷却系统来“降降温”。


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稿件来源: 汽车人参考
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