近年来,随着工业技术的发展,新能源汽车的技术发展也越来越成熟,在外部环境和内部环境的推动下,新能源汽车市场规模也逐渐增大。电池作为新能源汽车中最重要的零部件,它的寿命和使用效率决定了汽车使用性能。其中对电池寿命影响重要因素之一就是它的工作温度,为了使电池始终处于一个合适的温度范围内,电池的热管理技术就显得尤为重要。本文就新能源汽车电池的热管理系统技术展开分析。
1、引言:新能源汽车在国家政策的支持下,在面对传统能源枯竭的情况下,发展得越来越迅速,越来越成熟。根据中国汽车报数据显示,2022年底,中国汽车市场新能源汽车连连创历史新高,1-11月,新能源汽车产销分别完成625.3万量和606.7万量,同比均增长1倍,市场占有率达25%,均创下历史新高。在市场需求不断增加得情况下,对产品的可靠性也提出了更高要求。电池作为新能源汽车最关键的零部件,它的使用耐久性和续航能力更是用户最关注的问题,而电池的热管理是影响电池使用寿命和低温续航能力的重要技术之一。
2、新能源整车热管理
1)整车热管理组成:新能源车型的冷却系统一般由三个部分组成:电池冷却循环系统、电机电控冷却循环系统、空调暖风循环系统。而PHEV车型的还多一个发动机冷却循环系统。电池循环系统主要为电池加热或冷却,电机循环系统主要冷却驱动电机和CIDD(驱动电机控制器),空调暖风系统主要给乘员舱加热或制冷。主要涉及的功能部件有电子水泵、三通电磁阀、两通电磁阀、PTC、热交换器、液气分离器、散热器、膨胀水壶、冷却管路以及各种固定支架等。以电子水泵为动力源,冷却液为介质,电磁阀控制流向,使冷却介质沿着管路流经散热器、被冷却体,通过热量交换从而进行散热降温,使功能件的工作温度始终保持在一个理想工作范围内,使其性能最大化。不管是纯电动车型还是混合动力车型,电池热管理循环回路都是独立于其他系统,主要原因是电池包的正常工作温度范围与其他系统相差较大。电池包的工作温度一般情况不允许超过35℃,而驱动电机则经常工作在55℃左右,发动机工作温度范围则在95℃左右,因此各回路必须分别独立运行。
2)与传统汽车热管理的差异传统汽车的热管理单一,没有复杂的控制和零部件系统,它的目标只需要保证发动机温度始终工作在一个理想的范围,而为乘员舱提供需要的热量则是利用发动机工作产生的余热,完全不消耗额外功率。新能源汽车与传统汽车在系统结构上就存在着较大的差异,系统零部件在整车上布置安装的要求也随之提高,对机舱的空间需求更大,不同类型的新能源汽车又有着不同的特点;对于纯电动车而言,没有发动机作为冷却液循环的动力源,也没有发动机的余热可以利用。而对于混合动力汽车来说,因为其特殊的控制策略,发动机在不工作的时候也无法为冷却液的循环提供动力,也不能实时的为乘员舱提供所需要的热源。因此在结构上,新能源车型的热管理系统都设计有独立的电子水泵为冷却液的循环提供动力,暖风则通常采用电加热方式,设计独立的电加热PTC把冷却液加热后,冷却液再循环到车内暖水箱给乘员舱提供热量,这是目前主流的方式;也有一种是直接加热经过蒸发箱的空气,通过风机把热量吹进车内,这种方式因为涉及到车内安全,目前极少采用。
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