如何看汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)

    2010年剛?cè)肼毜臅r(shí)候，看啥都新鮮，所以當(dāng)時(shí)寫過(guò)兩篇文章（2010-09-26見EDN的yulzhu博客），更多的還是根據(jù)當(dāng)時(shí)Volt的散熱系統(tǒng)和AVL以及相關(guān)SAE論文的摘錄。
    電動(dòng)車聚合物鋰電池液體冷卻方法1
    電動(dòng)車聚合物鋰電池液體冷卻方法2
    現(xiàn)在看來(lái)，所有做功率電子、電池散熱的工程師，都合并到熱系統(tǒng)工程的團(tuán)隊(duì)里面了。電池系統(tǒng)的熱管理，本身和其他部件的需求沒有大的概念上的區(qū)別，其核心的問(wèn)題，在于電池在高溫區(qū)間的問(wèn)題和低溫區(qū)間的問(wèn)題。如果我們比對(duì)功率電子的熱設(shè)計(jì)，殊途同歸。
    1）功率電子散熱 在《Robust Thermal Design of a DC-DC Converter in an Electric Vehicle》中那樣：在將工業(yè)的電氣化移植入汽車中的過(guò)程中的時(shí)候，整個(gè)電子類產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)（包括，電機(jī)，電機(jī)控制器，DC-DC高壓轉(zhuǎn)換和充電器，最為特殊的是電池組）這些部件的散熱要求，需要結(jié)合考慮本身部件的布置的環(huán)境，然后根據(jù)這個(gè)環(huán)境條件來(lái)仔細(xì)考慮。在夏天高溫環(huán)境下，汽車要承受地面高至40度以上的環(huán)境溫度，還要把乘客艙的熱量散出去，如果布置在底盤上的這些設(shè)備面臨著系統(tǒng)性的熱管理的風(fēng)險(xiǎn)。
   

    對(duì)一個(gè)DC/DC對(duì)主要的發(fā)熱元件確定之后，根據(jù)電流Profile來(lái)評(píng)估散熱模型。在風(fēng)冷系統(tǒng)中，我們能拿出來(lái)做設(shè)計(jì)的調(diào)整的包括：（外殼材料、PCB大小、銅層大小等），后續(xù)根據(jù)參數(shù)敏感度選取比較好的控制參量和結(jié)果組合。
   

    2）以前的工程總監(jiān)是加拿大人，他對(duì)某秦，功率電子采用液冷，而電池系統(tǒng)自然冷卻表示不解。電池的高溫和低溫的問(wèn)題包括：
    a）高溫 溫度高了，壽命受很大的影響，特別是單體的溫度差異導(dǎo)致容量和參數(shù)的變化，使得Pack的一個(gè)SOC的考慮泡湯了。
    b）低溫 低溫不能大功率充電、低溫能量回收有限制，低溫使得PTC能量釋放出問(wèn)題，客戶只能開著限速的車在寒冷的車廂里面無(wú)聊的開車。
    做電池的工程師會(huì)給你一堆限制，否則
    無(wú)法保證續(xù)航里程精確性
    無(wú)法保證車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性
    無(wú)法保證單體Warrenty滿足要求
    無(wú)法保證單體之間的差異
    無(wú)法在某些條件下不出極端問(wèn)題
  

    電池?zé)嵩O(shè)計(jì)的基本過(guò)程：
    1.通過(guò)整車的工況，估算電池組需要放電和充電的工況;
    2.使用仿真來(lái)驗(yàn)證以上的條件;
    3.通過(guò)估算推導(dǎo)在放電和充電條件下電池組產(chǎn)熱情況;
    4.考慮系統(tǒng)的選擇方案（液冷和風(fēng)冷）
    5.以正常值考慮單體電池需要的散熱條件;
    6.在既定的散熱條件下（液冷為進(jìn)口水壓和溫度，風(fēng)冷為風(fēng)扇的功率和進(jìn)風(fēng)口的空氣的
    溫度控制）設(shè)計(jì)相應(yīng)的散熱片或者散熱間隙;
    7.通過(guò)流體設(shè)計(jì)軟件來(lái)仿真結(jié)果。
   

    我們根據(jù)VW的材料大概有這么一個(gè)過(guò)程
    分析車輛項(xiàng)目的布置
    車輛構(gòu)型
    電氣要求
    可安裝位置
    各個(gè)國(guó)家的特殊條件要求
    電池項(xiàng)目的布置
    單體類型
    battery set-up
    安裝空間和位置
    電氣功率
    各個(gè)國(guó)家的設(shè)計(jì)條件
    熱管理估計(jì)
    冷卻和加熱要求
    cooling medium
    可用的熱連接
    可能的熱管理系統(tǒng)構(gòu)型（這里分自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷、液冷、直接制冷劑冷卻）
   

    以前不是很理解這種，不過(guò)自從仔細(xì)觀察了Daimler的HEV系統(tǒng)之后總算明白了
   

    模塊這一層級(jí)，可能略微復(fù)雜一些，分以下四種，或者可以加一種冷卻頭
   

    具體分以下的步驟，通過(guò)建立不同的單體熱模型來(lái)確認(rèn)是否符合要求。
  

    這個(gè)建立模型的過(guò)程，其實(shí)挺花錢的
  

    不過(guò)取巧的辦法是，根據(jù)情報(bào)收集的數(shù)據(jù)，根據(jù)車輛的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)獲取一些模型考量：
    1）基本的單體信息可知
    2）在各種條件下，放入V、I和T探頭，然后進(jìn)行擬合
    我的觀點(diǎn)是，正向可以做的漂亮，反向也要做的漂亮和精致。
    小結(jié)：
    1）今天聊了聊，晚上寫個(gè)小結(jié)，其實(shí)做到后面，需要從VTS=》STS=》CTS，真正到VCU或者BMS的參數(shù)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)好多輪的優(yōu)化和妥協(xié)了
    2）處處皆學(xué)問(wèn)，看多了把知識(shí)架構(gòu)理出來(lái)，知道怎么設(shè)計(jì)，什么是要點(diǎn)，什么是評(píng)判接受的條件，誰(shuí)來(lái)提要求，誰(shuí)來(lái)滿足。