如何看汽車(chē)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
2010年剛?cè)肼毜臅r(shí)候,看啥都新鮮,所以當(dāng)時(shí)寫(xiě)過(guò)兩篇文章(2010-09-26見(jiàn)EDN的yulzhu博客),更多的還是根據(jù)當(dāng)時(shí)Volt的散熱系統(tǒng)和AVL以及相關(guān)SAE論文的摘錄。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/386529.htm電動(dòng)車(chē)聚合物鋰電池液體冷卻方法1
電動(dòng)車(chē)聚合物鋰電池液體冷卻方法2
現(xiàn)在看來(lái),所有做功率電子、電池散熱的工程師,都合并到熱系統(tǒng)工程的團(tuán)隊(duì)里面了。電池系統(tǒng)的熱管理,本身和其他部件的需求沒(méi)有大的概念上的區(qū)別,其核心的問(wèn)題,在于電池在高溫區(qū)間的問(wèn)題和低溫區(qū)間的問(wèn)題。如果我們比對(duì)功率電子的熱設(shè)計(jì),殊途同歸。
1)功率電子散熱 在《Robust Thermal Design of a DC-DC Converter in an Electric Vehicle》中那樣:在將工業(yè)的電氣化移植入汽車(chē)中的過(guò)程中的時(shí)候,整個(gè)電子類(lèi)產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)(包括,電機(jī),電機(jī)控制器,DC-DC高壓轉(zhuǎn)換和充電器,最為特殊的是電池組)這些部件的散熱要求,需要結(jié)合考慮本身部件的布置的環(huán)境,然后根據(jù)這個(gè)環(huán)境條件來(lái)仔細(xì)考慮。在夏天高溫環(huán)境下,汽車(chē)要承受地面高至40度以上的環(huán)境溫度,還要把乘客艙的熱量散出去,如果布置在底盤(pán)上的這些設(shè)備面臨著系統(tǒng)性的熱管理的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)一個(gè)DC/DC對(duì)主要的發(fā)熱元件確定之后,根據(jù)電流Profile來(lái)評(píng)估散熱模型。在風(fēng)冷系統(tǒng)中,我們能拿出來(lái)做設(shè)計(jì)的調(diào)整的包括:(外殼材料、PCB大小、銅層大小等),后續(xù)根據(jù)參數(shù)敏感度選取比較好的控制參量和結(jié)果組合。
2)以前的工程總監(jiān)是加拿大人,他對(duì)某秦,功率電子采用液冷,而電池系統(tǒng)自然冷卻表示不解。電池的高溫和低溫的問(wèn)題包括:
a)高溫 溫度高了,壽命受很大的影響,特別是單體的溫度差異導(dǎo)致容量和參數(shù)的變化,使得Pack的一個(gè)SOC的考慮泡湯了。
b)低溫 低溫不能大功率充電、低溫能量回收有限制,低溫使得PTC能量釋放出問(wèn)題,客戶(hù)只能開(kāi)著限速的車(chē)在寒冷的車(chē)廂里面無(wú)聊的開(kāi)車(chē)。
做電池的工程師會(huì)給你一堆限制,否則
無(wú)法保證續(xù)航里程精確性
無(wú)法保證車(chē)輛的燃油經(jīng)濟(jì)性
無(wú)法保證單體Warrenty滿(mǎn)足要求
無(wú)法保證單體之間的差異
無(wú)法在某些條件下不出極端問(wèn)題
電池?zé)嵩O(shè)計(jì)的基本過(guò)程:
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(液冷為進(jìn)口水壓和溫度,風(fēng)冷為風(fēng)扇的功率和進(jìn)風(fēng)口的空氣的
溫度控制)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。
我們根據(jù)VW的材料大概有這么一個(gè)過(guò)程
分析車(chē)輛項(xiàng)目的布置
車(chē)輛構(gòu)型
電氣要求
可安裝位置
各個(gè)國(guó)家的特殊條件要求
電池項(xiàng)目的布置
單體類(lèi)型
battery set-up
安裝空間和位置
電氣功率
各個(gè)國(guó)家的設(shè)計(jì)條件
熱管理估計(jì)
冷卻和加熱要求
cooling medium
可用的熱連接
可能的熱管理系統(tǒng)構(gòu)型(這里分自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷、液冷、直接制冷劑冷卻)
以前不是很理解這種,不過(guò)自從仔細(xì)觀(guān)察了Daimler的HEV系統(tǒng)之后總算明白了
模塊這一層級(jí),可能略微復(fù)雜一些,分以下四種,或者可以加一種冷卻頭
具體分以下的步驟,通過(guò)建立不同的單體熱模型來(lái)確認(rèn)是否符合要求。
這個(gè)建立模型的過(guò)程,其實(shí)挺花錢(qián)的
不過(guò)取巧的辦法是,根據(jù)情報(bào)收集的數(shù)據(jù),根據(jù)車(chē)輛的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)獲取一些模型考量:
1)基本的單體信息可知
2)在各種條件下,放入V、I和T探頭,然后進(jìn)行擬合
我的觀(guān)點(diǎn)是,正向可以做的漂亮,反向也要做的漂亮和精致。
小結(jié):
1)今天聊了聊,晚上寫(xiě)個(gè)小結(jié),其實(shí)做到后面,需要從VTS=》STS=》CTS,真正到VCU或者BMS的參數(shù),已經(jīng)經(jīng)過(guò)好多輪的優(yōu)化和妥協(xié)了
2)處處皆學(xué)問(wèn),看多了把知識(shí)架構(gòu)理出來(lái),知道怎么設(shè)計(jì),什么是要點(diǎn),什么是評(píng)判接受的條件,誰(shuí)來(lái)提要求,誰(shuí)來(lái)滿(mǎn)足。
評(píng)論