智能溫控管理系統(tǒng)通過液體介質(zhì)保溫和降溫，能有效保證電池溫度嗎
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-07 17:40
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電池模組的成組方式充分考慮到了散熱和輕量化的需求，采用兩側(cè)鋁制短板加彈性鋼帶捆扎的方式，自適應(yīng)電池在充放電過程中的膨脹。同時多種規(guī)格的模組可以實現(xiàn)靈活的布局，適應(yīng)不同車型的需要。在車體中部盡量扁平，單層布局，增加車內(nèi)高度空間。
在細(xì)節(jié)設(shè)計上，主回路連接和它信號采集的部分使用了鋁巴，在同樣導(dǎo)電能力的情況下，重量相比使用銅材質(zhì)可以降低一半以上，而且成本也能得到控制。
不過我們發(fā)現(xiàn)在引出極上采用了銅排而非鋁排，這是因為鋁排的硬度較低，在高溫、高應(yīng)力的情況下，鋁會發(fā)生塌縮，并且塌縮之后不易回彈，一熱一冷就會導(dǎo)致縫隙加大，接觸電阻上升，帶來安全隱患。
而在銅鋁不同材質(zhì)的連接上，比亞迪采用了一種叫做電磁脈沖焊的技術(shù)。相對于現(xiàn)在常用的銅鋁直接碾壓連接或超聲波焊接技術(shù)，電磁脈沖焊的工藝難度比較大，雖然成本也會相應(yīng)提高，但效果是最好的，是目前比較先進(jìn)的技術(shù)。
在每一個電池極柱和極柱之間，也用激光把鋁制匯流排和極柱熔焊在一起，保證可靠性。并且在匯流排上設(shè)計有一個凹陷，用來吸收機(jī)械振動以及電擊膨脹帶來的應(yīng)力。而如果是直鋁巴，隨著電池的老化膨脹，相鄰電池的極柱間距會增大，拉伸應(yīng)力會影響焊點(diǎn)的可靠性。
在信號連接的部分，比亞迪采用了柔性電路板，相對于傳統(tǒng)采樣線束的方案，集成度更高，也更輕薄。如果仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)柔性電路板上有細(xì)絲狀的布線，我們稱之為采樣線熔斷線。它的作用是在碰撞時，可能會擠壓采樣線束造成短路，進(jìn)而引起采樣線起火，這些細(xì)絲便會在短路時由于過流而發(fā)生熔斷，從而切斷短路回路，確保整個線束的安全和電池模塊的安全。
電池管理系統(tǒng)
由于采用了鋰電池，為了保證電池始終處在一個比較合適的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作，比亞迪為其配備了一套獨(dú)立的電池智能溫控管理系統(tǒng)，以確保動力電池在復(fù)雜的溫度環(huán)境之下可以獲得穩(wěn)定可靠的性能。這套智能溫控管理系統(tǒng)通過液體介質(zhì)保溫和降溫，能有效保證電池溫度均一性。
在冷卻方式上，比亞迪在電池內(nèi)增加了散熱回路，通過板式換熱器與空調(diào)回路相連，電池進(jìn)出水和電池級耳處都布有溫度傳感器，結(jié)合電池溫度實時調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機(jī)的功率來控制電池進(jìn)水溫度及流量，以此來控制電池溫度在適宜工作溫度。
在加熱方式上，比亞迪在電池散熱回路里串聯(lián)PTC水加熱器，通過調(diào)節(jié)水加熱器的功率，控制進(jìn)水溫度及流量，以此來控制電池在冬季也能工作在適宜溫度，確保充電速度和放電動力性。
并且通過電池管理系統(tǒng)BMS，實時監(jiān)測電池狀態(tài)，對低溫、過充、過放、過溫等進(jìn)行保護(hù)，從而延長電池壽命。當(dāng)溫度過低或過高時，會限制充放電功率，而當(dāng)溫度嚴(yán)重過低或過高時，會禁止充放電，從而保護(hù)電池。
蛇形水冷扁管
用來冷卻以及加熱的水道管路布置在不同電池模組的底部或者側(cè)面，同時我們注意到，電池包中的水管采用了與特斯拉相同的口琴管，這種口琴管很薄，壁厚在0.8-1mm，相比于傳統(tǒng)的壁厚為1.6-2mm的鋁合金水管，重量上要輕不少。
比較有特色的是，秦ProEV500上所采用的這種橫向彎折蛇形設(shè)計相比于特斯拉，可以說是采用了同樣的技術(shù)路線，但從工藝角度上講更難，尤其是在彎曲部分的外圈，材料內(nèi)外側(cè)的拉伸率相差比較大，容易發(fā)生褶皺和裂紋，對材料以及工藝的要求非常高。
這樣做的好處也是顯而易見的，特斯拉管路是為了從側(cè)面“包住”電池，但問題是圓柱形電池與散熱管路的接觸面幾乎是一條直線，效率較差，這也是為什么在最新的21700(Model3采用)電池模組中采用了整體灌膠方式，只能犧牲“重量”換“熱量”。比亞迪的管路設(shè)計與方形電池配合較好，管路完全貼在電池側(cè)壁，最大化接觸面積。
這種設(shè)計既保證了每塊電芯都能被冷卻到，同時相對于用整塊鋁板設(shè)計的冷卻水道，實現(xiàn)了非常好的輕量化效果。這在整個行業(yè)上屬于領(lǐng)先的技術(shù)，對比亞迪來說完成了一個挑戰(zhàn)。
在細(xì)節(jié)設(shè)計上，主回路連接和它信號采集的部分使用了鋁巴，在同樣導(dǎo)電能力的情況下，重量相比使用銅材質(zhì)可以降低一半以上，而且成本也能得到控制。
不過我們發(fā)現(xiàn)在引出極上采用了銅排而非鋁排，這是因為鋁排的硬度較低，在高溫、高應(yīng)力的情況下，鋁會發(fā)生塌縮，并且塌縮之后不易回彈，一熱一冷就會導(dǎo)致縫隙加大，接觸電阻上升，帶來安全隱患。
而在銅鋁不同材質(zhì)的連接上，比亞迪采用了一種叫做電磁脈沖焊的技術(shù)。相對于現(xiàn)在常用的銅鋁直接碾壓連接或超聲波焊接技術(shù)，電磁脈沖焊的工藝難度比較大，雖然成本也會相應(yīng)提高，但效果是最好的，是目前比較先進(jìn)的技術(shù)。
在每一個電池極柱和極柱之間，也用激光把鋁制匯流排和極柱熔焊在一起，保證可靠性。并且在匯流排上設(shè)計有一個凹陷，用來吸收機(jī)械振動以及電擊膨脹帶來的應(yīng)力。而如果是直鋁巴，隨著電池的老化膨脹，相鄰電池的極柱間距會增大，拉伸應(yīng)力會影響焊點(diǎn)的可靠性。
在信號連接的部分，比亞迪采用了柔性電路板，相對于傳統(tǒng)采樣線束的方案，集成度更高，也更輕薄。如果仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)柔性電路板上有細(xì)絲狀的布線，我們稱之為采樣線熔斷線。它的作用是在碰撞時，可能會擠壓采樣線束造成短路，進(jìn)而引起采樣線起火，這些細(xì)絲便會在短路時由于過流而發(fā)生熔斷，從而切斷短路回路，確保整個線束的安全和電池模塊的安全。
電池管理系統(tǒng)
由于采用了鋰電池，為了保證電池始終處在一個比較合適的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行工作，比亞迪為其配備了一套獨(dú)立的電池智能溫控管理系統(tǒng)，以確保動力電池在復(fù)雜的溫度環(huán)境之下可以獲得穩(wěn)定可靠的性能。這套智能溫控管理系統(tǒng)通過液體介質(zhì)保溫和降溫，能有效保證電池溫度均一性。
在冷卻方式上，比亞迪在電池內(nèi)增加了散熱回路，通過板式換熱器與空調(diào)回路相連，電池進(jìn)出水和電池級耳處都布有溫度傳感器，結(jié)合電池溫度實時調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機(jī)的功率來控制電池進(jìn)水溫度及流量，以此來控制電池溫度在適宜工作溫度。
在加熱方式上，比亞迪在電池散熱回路里串聯(lián)PTC水加熱器，通過調(diào)節(jié)水加熱器的功率，控制進(jìn)水溫度及流量，以此來控制電池在冬季也能工作在適宜溫度，確保充電速度和放電動力性。
并且通過電池管理系統(tǒng)BMS，實時監(jiān)測電池狀態(tài)，對低溫、過充、過放、過溫等進(jìn)行保護(hù)，從而延長電池壽命。當(dāng)溫度過低或過高時，會限制充放電功率，而當(dāng)溫度嚴(yán)重過低或過高時，會禁止充放電，從而保護(hù)電池。
蛇形水冷扁管
用來冷卻以及加熱的水道管路布置在不同電池模組的底部或者側(cè)面，同時我們注意到，電池包中的水管采用了與特斯拉相同的口琴管，這種口琴管很薄，壁厚在0.8-1mm，相比于傳統(tǒng)的壁厚為1.6-2mm的鋁合金水管，重量上要輕不少。
比較有特色的是，秦ProEV500上所采用的這種橫向彎折蛇形設(shè)計相比于特斯拉，可以說是采用了同樣的技術(shù)路線，但從工藝角度上講更難，尤其是在彎曲部分的外圈，材料內(nèi)外側(cè)的拉伸率相差比較大，容易發(fā)生褶皺和裂紋，對材料以及工藝的要求非常高。
這樣做的好處也是顯而易見的，特斯拉管路是為了從側(cè)面“包住”電池，但問題是圓柱形電池與散熱管路的接觸面幾乎是一條直線，效率較差，這也是為什么在最新的21700(Model3采用)電池模組中采用了整體灌膠方式，只能犧牲“重量”換“熱量”。比亞迪的管路設(shè)計與方形電池配合較好，管路完全貼在電池側(cè)壁，最大化接觸面積。
這種設(shè)計既保證了每塊電芯都能被冷卻到，同時相對于用整塊鋁板設(shè)計的冷卻水道，實現(xiàn)了非常好的輕量化效果。這在整個行業(yè)上屬于領(lǐng)先的技術(shù)，對比亞迪來說完成了一個挑戰(zhàn)。
