鉅大LARGE | 點擊量：1295次 | 2022年11月23日
PACK熱管理液冷技術(shù)高能量高倍率電池的必然選擇
液冷技術(shù)正在逐步替代傳統(tǒng)風(fēng)冷，成為各大車企電動車配套的主流選擇。
近期，江淮新能源iEV6E運動版正式上市，其自主研發(fā)的液冷電池管控技術(shù)也首次應(yīng)用在微型電動車型中。
據(jù)介紹，該款車型所搭載的液冷技術(shù)可將電池溫度穩(wěn)定控制在15-35℃適宜范圍內(nèi)，-30℃～55℃環(huán)境溫度下車輛均可正常使用。同時，該技術(shù)還保障了電池單失效不引發(fā)電池包起火、爆炸，確保了電池壽命、快充性能以及低溫性能和安全性能。
無獨有偶，別克即將于年內(nèi)上市的VELITE6PHEV也采用電芯級獨立液冷系統(tǒng)。據(jù)了解，VELITE6電池組內(nèi)的每一個單體電芯都能通過冷卻片，進(jìn)行散熱的循環(huán)，確保每一個電芯的溫度相差在2攝氏度之內(nèi)。
何謂液冷技術(shù)，就是利用冷卻液熱容量大且通過循環(huán)可以帶走電池系統(tǒng)多余熱量的性能，實現(xiàn)電池包的最佳工作溫度條件。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
高工鋰電了解到，除上述兩家車企外，目前國內(nèi)外車企包括寶馬、特斯拉、通用、雪佛蘭、吉利、華晨寶馬、北汽、廣汽、云度、小鵬汽車、奇點汽車等在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上都在導(dǎo)入液冷技術(shù)。
一家大型pack企業(yè)高層表示：“早期用液冷技術(shù)的比較少，主要是市場以A00級車型為主，該類車型對性能的要求不高，同時基于成本問題沒有使用液冷技術(shù)；而今年補(bǔ)貼政策偏重于長續(xù)航里程、高能量密度的電池，電池發(fā)熱情況越來越嚴(yán)重，在保證整車性能的同時，還要保證一定的加速性能，液冷技術(shù)也就成為了主流選擇。”
有數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2022年動力電池冷卻系統(tǒng)裝配中，主動液冷技術(shù)將占比55%；按車型來看，插電式混動車型動力電池冷卻系統(tǒng)液冷技術(shù)將占比85%，純電動車型動力電池冷卻系統(tǒng)液冷技術(shù)將占比44%。
▌高能量、高倍率電池的必然選擇
按照熱量傳遞的介質(zhì)不同，電池冷卻系統(tǒng)可分為：風(fēng)冷、直冷和液冷。
風(fēng)冷主要分為自然冷卻和強(qiáng)制冷卻(利用風(fēng)機(jī)等)，以低溫空氣為介質(zhì)。該技術(shù)在早期的電動乘用車應(yīng)用廣泛，如日產(chǎn)聆風(fēng)、起亞SoulEV等，其存在的明顯問題是冷卻速度慢，效率低，內(nèi)部均溫性不佳。
直冷則采用制冷劑直接冷卻的方式，利用制冷劑(R134a等)蒸發(fā)潛熱的原理，在整車或電池系統(tǒng)中建立空調(diào)系統(tǒng)，將空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器安裝在電池系統(tǒng)中，制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)并快速高效地將電池系統(tǒng)的熱量帶走。目前通過直冷的冷卻方式基本在電動乘用車上，最典型的如寶馬i3(i3有液冷、直冷兩種冷卻方案)。雖然其降溫速度快，但均溫性差一些。
液冷是通過液體對流換熱，將電池產(chǎn)生的熱量帶走，降低電池溫度，介質(zhì)主要為具有導(dǎo)電性的水等液體。液冷是目前許多電動乘用車的優(yōu)選方案，國內(nèi)外的典型產(chǎn)品如寶馬i3、特斯拉、通用沃藍(lán)達(dá)(Volt)、華晨寶馬之諾、吉利帝豪EV。但需注意的是，液冷技術(shù)對密封性的要求較高，需要封閉式的液體管道，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
相較于其它冷卻技術(shù)，液冷技術(shù)的換熱系數(shù)高、冷卻速度快，對降低最高溫度、提升電池組溫度場一致性的效果顯著；同時，熱管理系統(tǒng)的體積也相對較小。
業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，目前電動汽車動力電池冷卻方式中風(fēng)冷的比重仍然較大，但隨著電動汽車市場對續(xù)航里程、能量密度、電池容量、充電速率等性能提出更高的訴求，液冷技術(shù)將逐漸成為各大車企優(yōu)先考慮的方案。
市場數(shù)據(jù)也直接印證了這個判斷。
調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)液冷市場增長主要來自于插電式混合動力車。2017年11.9萬輛乘用車采用了液冷系統(tǒng)，其中9.3萬輛為插電式混合動力車，2.6萬輛為純電動汽車。
出現(xiàn)這種情況的主要原因是，目前新能源市場以A00和A0級別的車型為主，處于這個級別車型一般為純電動，由于其主要用于代步，速度不高，對快充的需求也有限，所以對液冷系統(tǒng)的需求有限，很難成為液冷技術(shù)的目標(biāo)市場。
而今年，新能源乘用車的市場結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。
根據(jù)乘聯(lián)會廠家數(shù)據(jù)，2018年1-7月純電動乘用車批發(fā)銷售30.48萬輛，同比增長90%。其中A00級車銷售17.37萬輛，同比增長63%；A0級車銷售4.26萬輛，同比增長295%；A級車銷售8.63萬輛，同比增長106%。純電動車型結(jié)構(gòu)正在加速升級。
同時，隨著補(bǔ)貼門檻提高及終端用戶對長續(xù)航里程的訴求越來越強(qiáng)烈，車企開始將高能量且兼具快充功能的動力電池做為首選。為適配車企需求，電池企業(yè)將選擇能量密度更高的三元鋰電池，在大倍率放電情況下，為控制動力電池溫度及將溫差控制在較穩(wěn)定的范圍內(nèi)，液冷技術(shù)逐漸受到青睞。
雙登富朗特總工佘沛亮博士表示：“三元材料過充時容易析氧，熱失控時容易自催化反應(yīng)，速度太快，以致于無法避免爆炸、著火等風(fēng)險，因此，必須要控制好其工作溫度范圍”。
“做乘用車用的三元材料電池(也有個別磷酸鐵鋰電池)系統(tǒng)的電池企業(yè)、pack企業(yè)和車企一定會采用液冷系統(tǒng)；部分物流車采用圓柱形三元材料電池系統(tǒng)，也會采用液冷技術(shù)”。他補(bǔ)充道。
華霆動力高級研發(fā)總監(jiān)馬俊峰表示：“在補(bǔ)貼政策影響下，能量密度越來越高、續(xù)航里程增加，液冷將是標(biāo)配。目前公司都是液冷的電池包，去年銷售額5億，今年預(yù)計15-20億，目前已經(jīng)實現(xiàn)7億的銷售額。”
一家大型pack企業(yè)高層表示：“隨著電池性能逐步提高，液冷將成為新能源乘用車企的必然選擇，今年純電動乘用車中電池冷卻系統(tǒng)液冷技術(shù)市場占比有望達(dá)到60%。”
