新能源汽车散热系统:“直冷+水冷”将成主要发展方向

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新能源动力电池组中的散热系统,能够起到为新能源动力电池组降温的目的。新能源动力电池散热方式有风冷、水冷和直冷三种。风冷模式中,散热系统利用利用自然风或风机,配合汽车自带的蒸发器为电池降温;水冷模式中,一般会将散热器与制冷循环系统耦合起来,通过制冷剂将电池的热量带走;直冷模式中,散热系统利用制冷剂蒸发潜热的原理,在整车或电池系统中建立空调系统,将空调系统的蒸发器安装在电池系统中,制冷剂在蒸发器中蒸发并快速**地将电池系统的热量带走,从而完成对电池系统冷却的作业。

风冷技术是目前新能源动力电池中应用*广泛的散热技术。强制气流可以通过风扇产生,也可以利用汽车行进过程中的迎面风或者压缩空气等产生。与其他技术相比,风冷技术相对简单、安全,维护也方便。日本丰田公司的混合动力电动汽车Prius和本田公司的Insight都采用了风冷的形式,尼桑、通用等汽车公司研制的热管理系统主要采用强制风冷形式。

国内的各种类型的新能源动力电池基本上采用风冷技术,国内技术基本上与国外水平相当,能够在低成本的情况下,达到良好的散热性能。

与液冷技术相比,风冷技术与电池表面之间的热交换系数低,冷却、加热速度慢,电池箱内部温度均匀性不容易控制,电池箱的密封设计较难,防尘、防水效果较差。

水冷散热系统主要包括:电子水泵、换热器、电池散热片、PTC加热器、膨胀水箱。

水冷技术是基于液体热交换的冷却技术,比风冷技术效率更高,电动汽车电池组内部温度更均匀,可与车辆的冷却系统整合在一起,与电池壁面之间的热交换系数高,冷却、加热速度快。但是采用水冷技术的系统更复杂,重量大,维修和保养难度大,并且存在漏液的可能。

国外对水冷技术研究较早,应用时间也较长,并且随着不断的探索、实践与改进,系统的热交换系数以及冷却加热速度均已达到了较好的水平,并且通过新材料的应用,国外水冷系统的重量也有所减轻。

目前国外主要在特斯拉、通用沃蓝达(Volt)、法国标致雪铁龙、宝马i3等汽车品牌中采用水冷技术。特斯拉Model S车型采用的就是水冷技术对电池进行降温。特斯拉在其电池排布、热管理系统、电池管理系统上进行了非常深入的设计,以**每个电池单元都在监管之下,其状态数据能够被随时反馈、处理。对于单个体积很小的电池单元,特斯拉将其*立封闭在钢制隔间里,同时液冷系统可以具体到为每一个电池单元进行冷却,降低彼此的温差,也相对降低了电池自燃的风险。

投稿作者: email_1003917
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