如何看汽车电池热管理系统

2010年刚入职的时候，看啥都新鲜，所以当时写过两篇文章(2010-09-26见EDN的yulzhu博客)，更多的还是根据当时Volt的散热系统和AVL以及相关SAE论文的摘录。

电动车聚合物锂电池液体冷却方法1

电动车聚合物锂电池液体冷却方法2

现在看来，所有做功率电子、电池散热的工程师，都合并到热系统工程的团队里面了。电池系统的热管理，本身和其他部件的需求没有大的概念上的区别，其核心的问题，在于电池在高温区间的问题和低温区间的问题。如果我们比对功率电子的热设计，殊途同归。

1)功率电子散热 在《Robust Thermal Design of a DC-DC Converter in an Electric Vehicle》中那样：在将工业的电气化移植入汽车中的过程中的时候，整个电子类产品的热设计(包括，电机，电机控制器，DC-DC高压转换和充电器，最为特殊的是电池组)这些部件的散热要求，需要结合考虑本身部件的布置的环境，然后根据这个环境条件来仔细考虑。在夏天高温环境下，汽车要承受地面高至40度以上的环境温度，还要把乘客舱的热量散出去，如果布置在底盘上的这些设备面临着系统性的热管理的风险。

对一个DC/DC对主要的发热元件确定之后，根据电流Profile来评估散热模型。在风冷系统中，我们能拿出来做设计的调整的包括：(外壳材料、PCB大小、铜层大小等)，后续根据参数敏感度选取比较好的控制参量和结果组合。

2)以前的工程总监是加拿大人，他对某秦，功率电子采用液冷，而电池系统自然冷却表示不解。电池的高温和低温的问题包括：

a)高温 温度高了，寿命受很大的影响，特别是单体的温度差异导致容量和参数的变化，使得Pack的一个SOC的考虑泡汤了。

b)低温 低温不能大功率充电、低温能量回收有限制，低温使得PTC能量释放出问题，客户只能开着限速的车在寒冷的车厢里面无聊的开车。

做电池的工程师会给你一堆限制，否则

无法保证续航里程精确性

无法保证车辆的燃油经济性

无法保证单体Warrenty满足要求

无法保证单体之间的差异

无法在某些条件下不出极端问题

电池热设计的基本过程：

1.通过整车的工况，估算电池组需要放电和充电的工况;

2.使用仿真来验证以上的条件;

3.通过估算推导在放电和充电条件下电池组产热情况;

4.考虑系统的选择方案(液冷和风冷)

5.以正常值考虑单体电池需要的散热条件;

6.在既定的散热条件下(液冷为进口水压和温度，风冷为风扇的功率和进风口的空气的

温度控制)设计相应的散热片或者散热间隙;

7.通过流体设计软件来仿真结果。

我们根据VW的材料大概有这么一个过程

分析车辆项目的布置

车辆构型

电气要求

可安装位置

各个国家的特殊条件要求

电池项目的布置

单体类型

battery set-up

安装空间和位置

电气功率

各个国家的设计条件

热管理估计

冷却和加热要求

cooling medium

可用的热连接

可能的热管理系统构型(这里分自然冷却、强制风冷、液冷、直接制冷剂冷却)

以前不是很理解这种，不过自从仔细观察了Daimler的HEV系统之后总算明白了

模块这一层级，可能略微复杂一些，分以下四种，或者可以加一种冷却头

具体分以下的步骤，通过建立不同的单体热模型来确认是否符合要求。

这个建立模型的过程，其实挺花钱的

不过取巧的办法是，根据情报收集的数据，根据车辆的测量数据来获取一些模型考量：

1)基本的单体信息可知

2)在各种条件下，放入V、I和T探头，然后进行拟合

我的观点是，正向可以做的漂亮，反向也要做的漂亮和精致。

小结：

1)今天聊了聊，晚上写个小结，其实做到后面，需要从VTS=》STS=》CTS，真正到VCU或者BMS的参数，已经经过好多轮的优化和妥协了

2)处处皆学问，看多了把知识架构理出来，知道怎么设计，什么是要点，什么是评判接受的条件，谁来提要求，谁来满足。