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新能源汽车技术10-动力电池冷却系统

导读: 为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率,需在规定温度范围内使用蓄电池。原则上在-40℃至+55℃范围内(实际电池温度)动力电池单元处于可运行状态。因此目前新能源的动力电池单元都装有冷却装置。

新能源汽车动力电池作为汽车的动力源,其充电、放电的发热会一直存在。动力电池的性能和电池温度密切相关。

为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率,需在规定温度范围内使用蓄电池。原则上在-40℃至+55℃范围内(实际电池温度)动力电池单元处于可运行状态。因此目前新能源的动力电池单元都装有冷却装置。

新能源汽车技术10-新能源汽车动力电池冷却系统

动力电池冷却系统有空调循环冷却式、水冷式和风冷式。

1.空调循环冷却式

在高端电动汽车中动力电池内部有与空调系统连通的制冷剂循环回路。BMW X1 xDrive 25Le(F49 PHEV)插电式混动车型动力电池冷却系统如下图所示。

新能源汽车技术10-新能源汽车动力电池冷却系统

动力电池单元直接通过冷却液进行冷却,冷却液循环回路与制冷剂循环回路通过冷却液制冷剂热交换器(即冷却单元)连接。因此,空调系统制冷剂循环回路由两个并联支路构成。一个用于冷却车内空间,一个用于冷却动力电池单元。两个支路各有一个膨胀和截止组合阀,两个相互独立的冷却系统图示如下图所示。

新能源汽车技术10-新能源汽车动力电池冷却系统

冷却工作原理:

电动冷却液泵通过冷却液循环回路输送冷却液。只要冷却液的温度低于电池模块,仅利用冷却液的循环流动便可冷却电池模块。冷却液温度上升,不足以使电池模块的温度保持在预期范围内。

因此必须要降低冷却液的温度,需借助冷却液制冷剂热交换器(即冷却单元)。这是介于动力电池冷却液循环回路与空调系统制冷剂循环回路之间的接口。

如冷却单元上的膨胀和截止组合阀使用电气方式启用并打开,液态制冷剂将流入冷却单元并蒸发。这样可吸收环境空气热量,因此也是一种流经冷却液循环回路的冷却液。电动空调压缩机(EKK)再次压缩制冷剂并输送至电容器,制冷剂在此重新变为液体状态。因此制冷剂可再次吸收热量。

新能源汽车技术10-新能源汽车动力电池冷却系统

为了确保冷却液通道排出电池模块热量,必须以均匀分布的作用力将冷却通道整个平面压到电池模块上。通过嵌入冷却液通道的弹簧条产生该压紧力。针对电池模块几何形状和下半部分壳体对弹簧条进行了相应调节。

热交换器的弹簧条支撑在高电压蓄电池单元的壳体下部件上,从而将冷却液通道压到电池模块上。

新能源汽车技术10-新能源汽车动力电池冷却系统

动力电池单元冷却液循环回路内的电动冷却液泵额定功率为50W。电动冷却液泵利用冷却单元上的支架固定,其安装于动力电池的右后角。

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