電動(dòng)車(chē)怕冷又怕熱的原因是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-14 19:48
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如果我們從一款電池在不同溫度下的循環(huán)壽命和日歷壽命來(lái)看，更容易發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)電池使用時(shí)間和充放次數(shù)的實(shí)際影響，消費(fèi)者對(duì)于手機(jī)電池的信心，也影響到了整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)電池的信心，而要大家接受電池能使用很長(zhǎng)一段時(shí)間（5年～10年），溫度是一個(gè)必須要控制的一個(gè)值。
上面考慮的都是外部環(huán)境溫度對(duì)電池產(chǎn)生的影響，從某種程度而言，我們也需要認(rèn)真的理解電池的產(chǎn)熱行為。
電池產(chǎn)熱在理論上包含幾個(gè)方面，用公式表示是Qt=Qr+Qp+Qs+Qj。Qt是總產(chǎn)熱，Qj代表電流通過(guò)電池內(nèi)阻產(chǎn)生焦耳熱，Qr代表電池反應(yīng)熱，Qs代表電池內(nèi)部副反應(yīng)熱，Qp代表電池極化引起的能量損失。
在實(shí)際車(chē)輛使用中，我們可以把電池產(chǎn)熱分為穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種，穩(wěn)態(tài)是指車(chē)輛平穩(wěn)行駛時(shí)電池的產(chǎn)熱，瞬態(tài)是指加減速等情況下電池的產(chǎn)熱。下面的圖片是兩種產(chǎn)熱的計(jì)算方法，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，瞬態(tài)放熱的計(jì)算比較復(fù)雜，需要建立熱模型進(jìn)行測(cè)量，而穩(wěn)態(tài)產(chǎn)熱則以焦耳熱為主。
因此在車(chē)型前期需要對(duì)電池進(jìn)行整體測(cè)定，以雪佛蘭Volt為例，會(huì)采取下面幾個(gè)步驟：
1.通過(guò)整車(chē)的工況，估算電池組需要放電和充電的工況；
2.使用仿真來(lái)驗(yàn)證以上的條件；
3.通過(guò)估算推導(dǎo)在放電和充電條件下電池組產(chǎn)熱情況；
4.考慮系統(tǒng)的選擇方案(液冷和風(fēng)冷)；
5.以正常值考慮單體電池需要的散熱條件；
6.在既定的散熱條件下設(shè)計(jì)相應(yīng)的散熱片或者散熱間隙；
7.通過(guò)流體設(shè)計(jì)軟件來(lái)仿真結(jié)果。
熱設(shè)計(jì)的過(guò)程，其實(shí)是將外部環(huán)境、車(chē)輛動(dòng)力控制、電池模型和熱控制耦合起來(lái)，需要設(shè)置大量的條件來(lái)保證電池系統(tǒng)工作正常。很簡(jiǎn)單的算法背后，需要大量的使用工況和電池模型的測(cè)試。做得好才能保證電池系統(tǒng)在保修期內(nèi)不出問(wèn)題，否則即使保證單體包換，也會(huì)逐步加大售后的成本和壓力。
案例分析
從控制性的角度，熱管理系統(tǒng)可以分為主動(dòng)式、被動(dòng)式兩類(lèi)。被動(dòng)式是指整個(gè)控制系統(tǒng)不需要對(duì)熱管理進(jìn)行調(diào)整，主動(dòng)式指需要通過(guò)采集溫度信號(hào)來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。
從傳熱介質(zhì)的角度，熱管理系統(tǒng)又可以分為：空氣冷卻式熱管理、液體冷卻式熱管理、相變蓄熱式熱管理（實(shí)際這個(gè)很難上車(chē)）。液冷與空冷相比，可以快速帶走電池?zé)崃?，降溫更加有效，但是工藝設(shè)計(jì)上十分復(fù)雜。
我們國(guó)家的車(chē)，也確實(shí)從被動(dòng)往主動(dòng)，空冷到液冷的模式走了。
上面是Focus EV液冷設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)，供大家參考，需要很精確的工藝設(shè)計(jì)。
?？怂笶V其實(shí)是用了PHEV的功率型電池來(lái)做能量型電池，它的液冷和加熱系統(tǒng)的性能是比較好的，事實(shí)上這款車(chē)即使在密西根的冬季也能扛過(guò)去。通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，綜合使用車(chē)聯(lián)網(wǎng)、充電系統(tǒng)和整車(chē)控制器，可以讓車(chē)子在出發(fā)前充電時(shí)調(diào)節(jié)電池包溫度。每個(gè)電池用這么些冷卻板，如圖11所示，其實(shí)也花了老大的血本。總體而言，這也表達(dá)了工程師對(duì)電池長(zhǎng)期使用的憂(yōu)慮而采取的一種辦法。
