三、熱管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是從使角度出發(fā)，用來確保電池系統(tǒng)工作在適宜溫度范圍內(nèi)的一套管理系統(tǒng)，主要由電池箱、傳熱介質(zhì)、監(jiān)測(cè)設(shè)備等部件構(gòu)成。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)有如下幾項(xiàng)主要功能：
?。?）電池溫度的準(zhǔn)確測(cè)量和監(jiān)控；
?。?）電池組溫度過高時(shí)的有效散熱和通風(fēng)；
（3）低溫條件下的快速加熱，使電池組能夠正常工作；
?。?）有害氣體產(chǎn)生時(shí)的有效通風(fēng)；
（5）保證電池組溫度場(chǎng)的均勻分布。
當(dāng)車輛在不同運(yùn)行工況下，電池系統(tǒng)由于其自身有一定的內(nèi)阻，在輸出功率、電能的同時(shí)產(chǎn)生一定的熱量從而產(chǎn)生熱量累積使電池溫度升高，空間布置的不同使得各處電池溫度并不一致。當(dāng)電池溫度超出其正常工作溫度區(qū)間時(shí)，必須限功率工作，否則會(huì)影響電池的壽命。為了保證電池系統(tǒng)的電性能和壽命，車用動(dòng)力電池系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)具有熱管理系統(tǒng)。
可以從動(dòng)力電池系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)組成看到，熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到電池單體和電池模塊兩個(gè)層次的結(jié)構(gòu)。因此在電池系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中就必須要考慮到電池單體和電池模塊所在位置的溫度環(huán)境的影響。在進(jìn)行電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般設(shè)計(jì)要求有如下幾個(gè)方面：
1、電池滿功率工作的溫度區(qū)間定義及電池降功率工作區(qū)間定義。具備電池低溫啟動(dòng)性能要求及電池隔熱功能。
2、電池制冷和制熱功能：電池系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)在低溫下能夠快速升溫， 以達(dá)到整車大功率和能量的需求， 或者整車熱管理系統(tǒng)采用空調(diào)系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水來維持電池系統(tǒng)在最優(yōu)的工作溫度區(qū)間。而采用主動(dòng)方式還是被動(dòng)方式的加熱和散熱，效率會(huì)有很大差別。
3、制冷和制熱方案， 如風(fēng)冷或液冷。風(fēng)冷方案設(shè)計(jì)主要考慮電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 風(fēng)道， 風(fēng)扇的位置及功率的選擇， 風(fēng)扇的控制策略等。液冷方案設(shè)計(jì)主要考慮冷卻管道， 流場(chǎng)， 進(jìn)出口冷卻劑的流量、溫度、壓降。水泵及整車空調(diào)壓縮機(jī)的控制策略等。在采用風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)與與液冷冷卻系統(tǒng)時(shí)要考慮各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
風(fēng)冷冷卻結(jié)構(gòu)和液冷式冷卻結(jié)構(gòu)示意圖