鉅大LARGE | 點擊量：1648次 | 2020年03月18日
電動汽車鋰離子電池液體冷卻方法推薦
從可靠性的角度，將評估一下tesla的18650圓柱形電池的制造可靠性，和其內部連接的熔絲的可靠性。Tesla的電池組從本質上來看，不具備低成本的可能。這是因為本身18650電池造價較低，但是為了保證小電池之間的串并級聯，要付出很多的安全性的考慮。那么多熔絲的連接關于大規模生產來說可能充滿很大的難度。Toyota在新能源車上具有很強的實力，但它的電動汽車計劃遭受嚴重的挫折以后，對大容量電池這塊的嘗試卻是很少的。本質上它的插入式prius更偏向于混合動力車多一些。
總結一下這么做的幾個特點：
1.電池包可以做到非常緊湊，中間幾乎沒有空隙。
2.抗震和抗沖擊性比較好，可以在電池CELL之間添加沖擊吸收緩沖材料。
3.把散熱的過程轉換為加熱過程，使得鋰離子電池在低溫下的運行保證了可能。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4.保證了電池CELL的散熱的均勻性。
5.成本相對較高，重要是在高壓泵和聚合物電池的價格上，兩者都有很大的降價空間。
6.安全性，聚合物電池本身的安全性易于管理。
在SAE的這篇論文中，作者提到了模塊冷卻的仿真方法IntegratedSimulationprocessfortheThermalManagementofLiIonBatteriesinAutomotiveApplications
總體而言，這篇文章有些偏于理論化，整個設計也存在一些問題。
在SAE的這篇論文中，較為詳細的介紹了聚合物電池的發熱評估ThermalCharacterization&ManagementofpHEVBatterypacks(Compactpower,Inc)。
有關散熱片的內部流道的結構設計也會對水流的分布和散熱(加熱)的效率出現一定的影響，這直接影響到CELL(這個CELL一般是好幾個電池并聯的大cell)的各個部分之間溫度的不均勻。
Delphi有關上半部分所述的方法(電動汽車鋰離子電池液體冷卻方法推薦(上))是有專利的，不了解是否意味著這樣的結構不能被使用了(如圖1所示)：
由于液體冷卻只是把熱量從電池組內部搬移出來，因此要解決更多的問題，GM目前有關這塊最為完善的，有興趣可以參見VOLT的一些散熱方面的圖。
武曄卿老師寫了兩篇導論性的文章：
《電子產品熱設計》
《電子設備熱設計(續)》
這里想提的一點是，在將工業系統移植入汽車中的過程中的時候，整個電子類產品的熱設計(包括電機、電機控制器、DC/DC高壓轉換和充電器，最為特殊的是電池組)這些部件的散熱要求通通要嚴格考慮。如同以前曾經總結過的那樣，在大熱天的情況下，汽車不僅要承受地面高至40度以上的環境溫度，還要把乘客艙的熱量散出去，在底盤上的這些設備面對著系統性的熱管理的風險。
圖1
我有時候始終無法理解，目前的我國直流充電標準對電動汽車大巴電池組將會帶來多大的傷害，其次無法理解32A的特殊車載的充電器，按照我國的電壓，應該是6.6KW，竟然有廠家做出來不是液體冷卻的充電器來了；殘酷的事實是，為了符合大部分地區和較為苛刻的要求，韓國，日本和美國的供應商在2.2KW以上的充電器等級的時候，都采取液體冷卻。這固然和車的系統有關，國內的技術太超前了。
整個散熱系統有著較為系統性的控制要求，特別是對電池來說，要像保溫設備相同，擁有不同的散熱控制算法，來保證電池組在合適的溫度范圍內，保證電池組內的單體的溫度均勻性。在分析的過程中，我覺得可能要通過的幾個步驟才能簡略的得到一組設計結果：
1.通過整車的工況，估算電池組要放電和充電的工況;
2.使用仿真來驗證以上的條件;
3.通過估算推導在放電和充電條件下電池組產熱情況;
4.考慮系統的選擇方法(液冷和風冷);注：事實上，要進一步細分，參閱《HEV電池產熱與散熱考慮》。
5.以正常值考慮單體電池要的散熱條件;
6.在既定的散熱條件下(液冷為進口水壓和溫度，風冷為風扇的功率和進風口的空氣的溫度控制)設計相應的散熱片或者散熱間隙;
7.通過流體設計軟件來仿真結果。
這樣的步驟可能有些太簡單了，對系統的散熱設計這方面，我屬于剛剛接觸的范疇。希望和大家一起交流，提高一下設計水平。
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