详解新能源汽车技术之动力电池冷却系统原理

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新能源轿车动力电池作为轿车的动力源，其充电、放电的发热会一向存在。动力电池的功用和电池温度密切相关。

为了尽可能延伸动力电池的运用寿命并取得最大功率，需在规则温度范围内运用蓄电池。原则上在-40℃至+55℃范围内（实践电池温度）动力电池单元处于可运行状况。因而现在新能源的动力电池单元都装有冷却设备。

动力电池冷却体系有空调循环冷却式、水冷式和风冷式。

1.空调循环冷却式

在高端电动轿车中动力电池内部有与空调体系连通的制冷剂循环回路。BMWX1xDrive25Le（F49PHEV）插电式混动车型动力电池冷却体系如下图所示。

动力电池单元直接经过冷却液进行冷却，冷却液循环回路与制冷剂循环回路经过冷却液制冷剂热交流器（即冷却单元）衔接。因而，空调体系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。两个支路各有一个胀大和截止组合阀，两个彼此独立的冷却体系图示如下图所示。

冷却作业原理：

电动冷却液泵经过冷却液循环回路运送冷却液。只需冷却液的温度低于电池模块，仅运用冷却液的循环活动便可冷却电池模块。冷却液温度上升，缺乏以使电池模块的温度坚持在预期范围内。

因而必需要下降冷却液的温度，需凭借冷却液制冷剂热交流器（即冷却单元）。这是介于动力电池冷却液循环回路与空调体系制冷剂循环回路之间的接口。

如冷却单元上的胀大和截止组合阀运用电气方法启用并翻开，液态制冷剂将流入冷却单元并蒸腾。这样可吸收环境空气热量，因而也是一种流经冷却液循环回路的冷却液。电动空调紧缩机（EKK）再次紧缩制冷剂并运送至电容器，制冷剂在此从头变为液体状况。因而制冷剂可再次吸收热量。

为了保证冷却液通道排出电池模块热量，有必要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。经过嵌入冷却液通道的绷簧条发生该压紧力。针对电池模块几许形状和下半部分壳体对绷簧条进行了相应调理。

热交流器的绷簧条支撑在高电压蓄电池单元的壳体下部件上，然后将冷却液通道压到电池模块上。

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。电动冷却液泵运用冷却单元上的支架固定，其装置于动力电池的右后角。

冷却液胀大箱和冷却液管路如下图所示。

2.水冷式

水冷式动力电池冷却体系是运用特别的冷却液在动力电池内部的冷却液管路中活动，将动力电池发生的热量传递给冷却液，然后下降动力电池的温度。下面以荣威E50(参数|图片)电动轿车为例介绍动力水冷式冷却体系。

荣威E50冷却体系分为2个独立的体系，分别是逆变器（PEB）/驱动电动机冷却体系、高压电池包冷却体系（ESS）。

荣威E50动力电池冷却体系结构如下图所示，首要有胀大水箱、软管、冷却水泵、电池冷却器等组成。

冷却体系运用热传导的原理，经过冷却液在各个独立的冷却体系回路中循环，使驱动电动机、逆变器（PEB）和动力电池包坚持在最佳的作业温度。冷却液是50%的水和50%的有机酸技能（OAT）的混合物。冷却液要定时替换才干坚持其最佳功率和耐腐蚀性。

2.1.胀大水箱

胀大水箱装有泄压阀，装置在逆变器（PEB）托盘上，溢流管衔接到电池冷却器的出液管上，出液管衔接在冷却水管三通上。胀大水箱外部带有“MAX”和“MIN”刻度标明，便于调查冷却液液位。

2.2.软管

橡胶冷却液软管在各组件间传送冷却液，绷簧卡箍将软管固定到各组件上。动力电池冷却体系（ESS）软管安置在前舱内和后地板总成下。

2.3.冷却水泵

动力电池冷却体系冷却液泵经过装置支架，并由2个螺栓固定在车身底盘上，经由其作业来循环高压电池包冷却体系。

2.4.电池冷却器

电池冷却器（Chiller）是动力电池冷却体系的一个要害部件，它担任将动力电池维持在一个恰当的作业温度，使动力电池的放电功用处于最佳状况。电池冷却器（Chiller）首要由热交流器，带电磁阀的胀大阀（TXV），管路接口和支架组成。热交流器首要用于动力电池冷却液和制冷体系的制冷剂的热交流，将动力电池冷却液中的热量转移到制冷剂中。

动力电池冷却体系冷却液循环如下图所示：

体系操控图如下图所示：

如上两幅图所示，BMS担任操控电动水泵，电动水泵会在高压电池包温度上升到32.5℃时敞开，在温度低于27.5℃时封闭，BMS宣布要求电池冷却器胀大阀封闭和水泵作业的信号。

ETC收到来自BMS的胀大阀电磁阀敞开的信号要求，ETC首要翻开电池冷却器（Chiller）胀大阀的电磁阀，并给EAC发发动信号。高压电池组最适合温度值为20℃~30℃。

正常作业时，当高压电池组的冷却液温度在30℃以上时，ETC会约束乘客舱制冷量，冷却液温度在48℃以上，ETC会封闭乘客舱制冷功用，但除霜形式在外。

ETC只操控冷却液温度。BMS操控冷却液与BMS高压电池包内部的热量交流。

当车辆进入快速充电形式时，ETC会被网关模块唤醒，此刻高压电池包冷却体系进入正常作业状况。

3.风冷式

风冷式动力电池冷却体系是运用散热电扇将来自车厢内部的空气吸入动力电池箱，以冷却动力电池以及动力电池的操控单元等部件。

丰田普锐斯(参数|图片)、凯美瑞(参数|图片)（混动版）、卡罗拉双擎(参数|图片)、雷凌双擎(参数|图片)选用风冷式动力电池冷却体系。部件组成和原理图如下图所示。

车厢内部的空气经过坐落后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池或DC-DC转换器（混合动力车辆转换器），以下降动力电池和DC-DC转换器（混合动力车辆转换器）的温度。空气经过排气管从车内排出。

广汽传祺AG电动轿车相同选用风冷式动力电池冷却体系，其动力电池散热体系装配图如下图所示。

车厢内部的空气经过坐落后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池，以下降动力电池温度，然后经过BMS、总正负继电器等电器元件，下降本身温度后，经过排气管将空气扫除车内。

散热电扇为直流低电压电扇，装备独立的DC-DC转换器；当散热电扇作业时，电流从动力电池流出经过DC-DC转换器将350V直流高电压转换成12V～16V的直流低电压，提供给散热电扇。

动力电池A和动力电池B的冷却示意图如下图所示：

动力电池A、B冷却途径：车厢内部的空气经过坐落后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池，以下降动力电池的温度，然后经过BMS、总正负继电器等，下降电器元件的温度后，空气被冷却电扇抽出经过排气管从车内排出。