新能源电动轿车的电池管理系统及热管理系统

2016-10-17 14:38:43   来源:陆地方舟   评论:0   点击:   [收藏]

新能源电动轿车电池技术的进步与性能的提高对于混合动力电动汽车和混合型燃料电池汽车都有重要意义。为解决新能源电动轿车商品化的问题,研究人员主要从两个方面应对电池技术的挑战
新能源电动轿车的电池管理系统及热管理系统

新能源电动轿车电池技术的进步与性能的提高对于混合动力电动汽车和混合型燃料电池汽车都有重要意义。为解决新能源电动轿车商品化的问题,研究人员主要从两个方面应对电池技术的挑战:一方面,从产品的角度,开发满足新能源电动轿车要求的新型电池。当前开发的电池主要有先进铅酸电池、镍氢电池、锂电池(锂离子、锂聚合物)和高温钠硫电池,目前,铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池应用较多。另一方面,从使用的角度,采用电池管理系统,优化电池使用,充分发挥现有电浊的性能,并提高新能源电动轿车电池使用寿命。
 
根据新能源电动轿车电池特性,对电池组实施有效的管理对于确保新能源电动轿车的安全、保持电池组性能、延长电池组寿命、提高电池使用效率具有重要意义。根据新能源电动轿车所采用的电池的类型和动力电池组的组合方法,电池组管理系统主要包括热(温度)管理系统;电池组管理系统;电线线路管理系统。

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新能源电动轿车热管理系统
在新能源电动轿车和混合动力汽车上,电池模块以串联或并联的方式组成电池组,以达到容量和电压的要求,并以某种方式安装在电池箱中。要使电池组发挥出良好的性能、具有更长的寿命并保证使用安全,电池的工作温度需要限定在一个比较小的范围:热管理系统必须具有以下功能:电池组温度过高时的有效散热、低温条件下的快速加热、保证所有电池单体较好的温度一致性和有害气体产生时的有效通风。
 
新能源电动轿车电池组中电池单体或模块之间的温度差异主要由以下两个因素引起:
 
其一,新能源电动轿车电池单体由于内阻的差异而引起的在工作中发热量的不一致性,主要源于生产商的质量控制水平;
 
其二,新能源电动轿车电池单体或模块在电池箱中所处位置的差异而引起的电池单体或模块传热效率的不一致性,处于电池箱中间位置的电池单体容易积累热量.处于电池箱边缘位置的电池散热条件要好些。

新能源电动轿车电池组内单体或模块之间温度的不一致性会加剧电池内阻和容量的不一致性,进而影响电池组的性能和寿命。美国国家再生能源实验室(NREL)在文献中给出了电池热管理系统设计的一般过程,如下:
 
(1)确定热管理系统的目标和要求。确定在不同天气条件下热管理系统要达到的指标,如平均温度T、温度变化范围△T等;根据整车集成的要求,确定电池组空间布置方案和尺寸。
 
(2)测量或估计电池模块发热量及热容量。在相应温度条件和充放电循环工况下,测量或估计电池组的发热量。
 

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