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浅谈动力电池保温

标签电池保温
摘要

动力电池低温性能对电动汽车销售区域有限制,但通过保温设计可以解决这一问题。保温功能包括被动保温、主动保温和充电保温,本章节主要介绍被动保温的设计。保温设计的需求源于整车需求,如动力性、质保和经济性等。电池温度直接影响动力性和寿命,因此需要维持在适宜范围内。保温设计在不同地区有不同的影响,需要平衡考虑。被动保温设计的思路类似于人体保温,根据环境温度选择适当的保温材料。建议的被动保温设计指标包括环境温度、电池起始温度、静置时间和电池静置后温度。

动力电池低温性能貌似已经决定了电动汽车的销售区域的局限性,但是在国家政策的扶持和工程人员的共同努力下,解决动力电池低温性能的方法之一:保温设计应运而生,常见的保温功能有被动保温、主动保温和充电保温,本章节我们先讲一下被动保温的设计。

1、为什么要做保温

(1)功能定义

电池热管理作为整车一个重要的子系统,其功能的定义是来源于整车的需求。

(2)功能需求详细分解

  • 整车动力性

电动汽车的动力性的优势不仅仅是由于电机的效率高,其中还有重要原因是动力的放电特性,而决定动力电池放电特性的是动力电池的放电MAP,放电MAP直接决定了整车的加速时间等动力性参数。

放电MAP的最直观的决定性因素有电池温度T、电池剩余电量SOC。在整车起始放电时,为保证整车动力性不至于超级差,那么电池的温度应该是绿色>黄色>红色。

 整车质保

如何保证电池的8年/20W公里,主要考虑的是电池的寿命,目前影响电池寿命的三要素主要有温度、放电倍率、DOD;电池的温度直接决定了电池的生命周期,按照当前动力电池的寿命温度曲线,电池温度应该维持在绿色>黄色>红色。

 整车经济型、车辆使用环境温度/销售区域

保温设计的体现到整车经济性上和车辆使用环境温度/销售区域是强相关的,而且这是个很难解决和考量的问题,我们不妨做以下假设。

 假定车辆使用在高寒地区:保温性能做的越好越节能。因为当动力电池通过保温,使电池保持相当的温度,就减少了车辆运行过程中耗费自身电量给电池加热所产生的耗电,从而达到整车动力性和续驶里程都可以得到提高,从而实现整车经济性增高。

 假定车辆使用地区为高温地区:保温做的太好反而起到了反作用。影响了电池的散热性能,使车辆运行过程中,需要耗费自身的电量给电池降温,整车动力性达到了,但是大大降低了续驶里程,从而使整车经济型降低。

而普遍来说,除了专用车辆外,乘用车的销售区域通常是全国范围内,所以保温性能的设计就要选择一个平衡点。

所以整车在定义的销售区域/使用环境下,保证整车的动力性、经济性和质保,那么保温功能也必须进行设计。

2、被动保温设计

(1)设计思路

动力电池保温的设计和人体的保温结果大体相同。环境温度低,使用良好的保温材料,环境温度高,减少保温材料的使用甚至不适用保温材料。而在全国范围内销售的区域,建议进行保温设计但是不能过设计,否则会起到文章中提到的反作用。

(2)指标

动力电池的被动保温设计的指标建议如下(对于不同性能的车需求不一致,仅供参考):

环境温度 电池起始温度 静置时间 电池静置后温度

Vincent Chen