詳解新能源汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)

電池包作為電動(dòng)汽車上裝載電池組的主要儲(chǔ)能裝置，是混動(dòng)/電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件，其性能直接影響混動(dòng)/電動(dòng)汽車的性能。目前電池普遍存在比能量和比功率低、循環(huán)壽命短、使用性能受溫度影響大等缺點(diǎn)。由于車輛空間有限，電池工作中產(chǎn)生的熱量累積，會(huì)造成各處溫度不均勻從而影響電池單體的一致性。從而降低電池充放電循環(huán)效率，影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致熱失控，影響系統(tǒng)安全性與可靠性。為了使電池組發(fā)揮最佳的性能和壽命，需要對電池進(jìn)行熱管理，將電池包溫度控制在合理的范圍內(nèi)。

電池?zé)峁芾淼闹饕δ馨ǎ弘姵販囟鹊臏?zhǔn)確測量和監(jiān)控；電池組溫度過高時(shí)的有效散熱；低溫條件下的快速加熱；保證電池組溫度場的均勻分布；電池散熱系統(tǒng)與其他散熱單元的匹配。

圖1電池?zé)峁芾黻P(guān)系圖

電池包的冷卻有風(fēng)冷和液冷兩種方式。研究表明風(fēng)冷方式易實(shí)現(xiàn)，但電池包溫度梯度變化較大，不利于電池穩(wěn)定工作。通過冷卻液與空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑進(jìn)行換熱的液冷方式逐漸成為主流。對新能源汽車電池?zé)釂栴}的科學(xué)管理，需要考慮多個(gè)系統(tǒng)的相互影響。各系統(tǒng)之間的影響關(guān)系如圖1所示，電池包冷卻與汽車空調(diào)系統(tǒng)、電機(jī)冷卻系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)存在不同程度的耦合。這樣在做電池系統(tǒng)溫度控制策略、熱管理時(shí)就要同時(shí)分析與其他系統(tǒng)的影響關(guān)系。

解決方案

為了解決電池?zé)峁芾碇校黧w系統(tǒng)之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，可以采用Dymola軟件的蒸發(fā)循環(huán)庫、液冷庫、電池庫等搭建一維仿真模型。去模擬整個(gè)模型系統(tǒng)，分析不同系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制。

蒸發(fā)循環(huán)模型

基礎(chǔ)電氣元件模型