鉅大LARGE | 點擊量：953次 | 2021年03月02日
五分鐘看明白電動車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)有啥用
隨著排放要求的日趨嚴(yán)格，電池技術(shù)和價格上的日益優(yōu)化，基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及消費者對電動車接受度的不斷提高，從長遠(yuǎn)來看，新能源汽車尤其是純電動汽車，將繼續(xù)保持其全球增長勢頭。
電動車上最值錢的零部件就是電池。對于電池而言，歲月不是一把殺豬刀，溫度才是殺豬刀。不管電池技術(shù)水平有多牛，遇上極端溫度都得歇菜。所以電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)應(yīng)運而生。
關(guān)于三元鋰、三電系統(tǒng)這一類詞匯，咱們之前的掃盲班已經(jīng)討論過了，今天咱們就來掰扯掰扯電動車的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。對此我們專門請教了這一領(lǐng)域的專家，海拉中國區(qū)執(zhí)行器項目負(fù)責(zé)人LarsKostede先生。
熱管理系統(tǒng)是啥?
不要被這個術(shù)語唬住，就好比路邊的手機貼膜，說好聽點就是"高分子表面處理"。傳統(tǒng)燃油車上的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)--也就是俗稱的水箱，還有就是車載空調(diào)，都屬于熱管理系統(tǒng)。"熱管理系統(tǒng)"更多的是一種統(tǒng)稱。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
不同的熱管理系統(tǒng)針對不同的領(lǐng)域，例如水箱針對的就是發(fā)動機，而車載空調(diào)就是駕乘舒適性的最大決定性因素--沒有之一。一輛車但凡空調(diào)停止，底盤濾震能力再強，NVH再好又能怎樣?沒有空調(diào)的勞斯萊斯，不如奇瑞--尤其是在這個季節(jié)，車主的命都是空調(diào)給的。
而電動車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其實針對的就是動力電池而已。
電池為啥需要熱管理系統(tǒng)?
相對于燃油車，電動車"獨有"的安全隱患就是動力電池?zé)崾Э?。熱失控發(fā)生之后，會產(chǎn)生類似熱核反應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鞑ァ?/p>
以大家所熟知的18650三元鋰電池為例，若干個電池單元組成電池包，某顆電池單元發(fā)生熱失控之后，熱量會向周圍轉(zhuǎn)播，然后周圍的電池單元就會像放鞭炮似的一個接一個發(fā)生連鎖反應(yīng)。在這個過程中，會引發(fā)包括中間溫度升高率，化學(xué)能產(chǎn)熱和電能產(chǎn)熱，還有傳熱對流等等在內(nèi)的諸多研究課題。
控制這樣的鏈?zhǔn)綗崾Э?，最簡單也是最有效的辦法就是在動力電池單元之間加隔熱層--現(xiàn)在很多燃油車講究一點的話，也會在蓄電池外部包一圈隔熱層。
盡管隔熱層屬于是最簡單的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，但也是最麻煩的一種熱管理系統(tǒng)，一方面隔熱層的厚度會直接影響電池包的整體體積;另一方面隔熱層屬于是"被動熱管理系統(tǒng)"，當(dāng)電池包需要加溫或降溫的時候，隔熱層就會拖后腿。
傳統(tǒng)鋰電池的最佳工況溫度在0-40℃之間。溫度太高的話，電池儲存能力和電池循環(huán)壽命都會降低。其實夏天地面溫度超過40℃是大概率事件，而且眾所周知的是，夏天密閉車內(nèi)溫度或超過60℃，同理，電池包內(nèi)部也屬于密閉空間，同樣也會很熱……對于電動車來說，完善的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)必不可少。
2011年在北美大規(guī)模銷售的某品牌電動車，正式由于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)比較簡單，5年后均出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的電池容量衰減，以至于北美車主們不得不自掏5000美元更換電池。
而溫度如果低于0℃的話，普通鋰電池放電能力就會相應(yīng)降低--也就是俗稱的"跑電"。而且，溫度越低，電池的電離活性越差，就會導(dǎo)致充電效率降低即"充電難，容量低"。好的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，在低溫充電前都會給電池包加熱升溫，接電狀態(tài)下甚至具備低能耗保溫功能。
其實也有企業(yè)開發(fā)出了針對極端環(huán)境溫度的特種鋰電池，比如專為極地環(huán)境設(shè)計的，能在-40℃低溫下實現(xiàn)0.2C快速充電，以及不低于80%放電容量的低溫鋰電池;還有能在-50℃到70℃溫度區(qū)間內(nèi)不借助任何熱管理系統(tǒng)就能正常工作的寬溫鋰電池等等。
這些鋰電池在能量密度和成本方面都很難滿足車企的需求，所以對于車企來說，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)依舊是保證電池壽命和工況的經(jīng)濟解決方案。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是怎么工作的?
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的工作原理和家用空調(diào)極為相似。簡單說來就是測控單元負(fù)責(zé)監(jiān)測溫度，溫控總成驅(qū)動導(dǎo)熱介質(zhì)完成最終的溫度控制。只不過電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的溫控精度要比家用空調(diào)高很多，甚至可以對電池包內(nèi)單個電池單元的溫度實施監(jiān)控。
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上常見的導(dǎo)熱介質(zhì)主要是空氣、液體與相變材料這三大類。處于效率和成本因素，目前主流的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)大多采用液體作為導(dǎo)熱介質(zhì)。而這類電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的核心部件就是泵機。
目前海拉為新能源汽車的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)提供諸多核心零部件，最具代表性的就是電子循環(huán)水泵MPx，該水泵可按需精準(zhǔn)控制冷卻液的壓力和流量，將電動汽車的電池包的工況溫度保持在理想水準(zhǔn)，從而實現(xiàn)電池系統(tǒng)的經(jīng)久耐用。
此外，LarsKostede先生表示，海拉的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)還針對車企尤其是中國車企，提供系統(tǒng)解決方案，而不僅僅單一產(chǎn)品解決方案--這點相當(dāng)重要……
那么，什么叫系統(tǒng)解決方案，什么是單一解決方案?
以買電腦為例，你告訴賣家你要的性能、用途還有所能承受的價格，賣家?guī)湍闾舫鰩卓町a(chǎn)品并告訴你保修政策，你看中了一款，付錢，并告知賣家希望安裝什么版本的操作系統(tǒng)，第二天電腦送到，你簽收即可，電腦壞了直接找商家--這叫系統(tǒng)解決方案。
而單一解決方案就是，你自己去市場上買機箱、CPU、風(fēng)扇、內(nèi)存、硬盤、顯卡，然后自己組裝一臺。這個過程沒兩天是搞不定的。而且組裝出來的電腦沒有整機保修，一旦當(dāng)機了，需要自己去一個一個排除配件故障，找到故障配件之后和相關(guān)配件供應(yīng)商溝通。而且，由于配件故障導(dǎo)致的第三方配件損毀，例如由于風(fēng)扇問題導(dǎo)致CPU燒毀，充其量風(fēng)扇供應(yīng)商賠你一個新風(fēng)扇，CPU的損失是不賠的……
這就是系統(tǒng)解決方案和單一解決方案的區(qū)別。
