电池包热管理到底是什么,它的意义是什么?

电池热管理就是给电池包配个「空调」,以实现如下功能:

- 散热:温度过高时,电池会折寿(容量衰减),暴毙(热失控)风险增加。因此,温度过高时,就需要散热。
- 加热:温度过低时,电池会折寿(容量衰减)、衰弱(性能衰减),若此时充电还会埋下暴毙隐患(析锂导致的内短路存在引发热失控的风险)。因此,温度过低时,就需要加热(或保温)。
- 温度一致性:我还记得90年代的早期空调,启动起来就一阵冷风猛吹,吹完就歇一会。而如今的空调,大多具备了变频与环绕吹风功能,目的就是为了保持温度在时间与空间两个维度上的一致性。类似地,动力电池也需要尽可能降低温度在空间上的差异性。
以上就是「通俗易懂」地说一说了。那么「展开讲讲」呢?「展开讲讲」就很复杂了,咱们挑重点说一下。

[威武]散热与温度一致性
从原理上讲,电池包那么大坨的扁平金属体,工作时放电倍率也不高,自身产热是相当少的,要想把整个电池包弄成过热状态,也是很困难的。那么,散热是指什么问题呢?

凯迪拉克 Lyriq电池马【图1】

电芯Cell组成了模组Module,模组Module组成了电池包Pack。整个电池包的平均温度不高,但难保某个电芯的温度略高于平均。【图2】

这就涉及到「不患寡而患不均」的问题了,一个社会中穷人太穷、富人太富,就可能带来动荡变革。然而,电池包里的个别电芯只是「略」高于平均啊,也会出问题吗?

个别电芯温度高一点没关系,成不了气候,时间长了就被周边电芯给「冰」回来了。关键问题是,温度一高,电芯里会产生副反应;这些副反应大多是放热的,然后导致温度更高。

【图3】温度高 → 副反应 → 温度更高 → 新的副反应 → 温度更高 …… 链式反应到达某个临界点之前,还可以称为是「热堆积」;到达临界点之后,形势就无法逆转,就成了「热失控」了。

【图4】个别电芯的热失控放出大量热,把周围的电芯也加热到临界温度,后果可想而知 —— 因此,我们看到的电动汽车惨烈的电池事故,几乎都是「千里之堤溃于蝼蚁」的故事。

所以说,从电池包的整体来说,散热就不太需要关心的事情,但我们需要防止局部过热。具体来说,要防止某个电芯过热,甚至更细一些,防止电芯的某个部位过热。

【图5】比如说,通用汽车还给单节电芯设计过一种「毛细血管」散热,保证单体电芯的局部也不过热,这是相当黑科技的,甚至有点过了。

散热的主要任务不是防止整体过热,而是防止局部过热。这思路就和温度一致性问题相似了,所以我就将两个问题放在一起讨论了。

保证电池温度一致性,还是挺难的。 因为外界环境忽冷忽热,导热流体的线路也是固定的,这就造成了电芯间的温度像琴弦一样此起彼伏:【图6】

要解决这个问题,思路有两个。

思路一是设计合理的流道。举一个简单的设计迭代例子:【图7】

- 图(a)是最简单的设计,冷却载体(风冷为空气、液冷为水或冷却液)从左向右流动,这会带来一个问题:右侧的冷却液温度较高,散热效果较差,最右侧单体电池的温度就会显著高于最左侧。
- 图(b)进行了一些改良,楔形流道使得右侧的冷却载体流速加快,对冲了冷却液温度较高的因素,从而使得效果好于图(a)。问题是电池包内部是寸土寸金,楔形的角度不可能设计得很大,所以这种设计的效果也不会比图(a)好太多。
- 图(c)是设计了一个往复流道,冷却液周期性地改变流向,从而削弱了一半的温度差异。然而,这种方案也有代价,如果是风冷可以使用风扇交替吹风来实现,但如果是液冷,在工程上就很难实现。

以上只是简单例子,实际情况就要利用流体力学、传热学仿真与工程实践,做成结果就是特斯拉这样子的:【图8】

思路二是使用导热效率更高的冷媒。晚秋时节穿个单衣,走在路上还可以忍;但跳到10来度的游泳池里,一般人抗不过10分钟,为什么? 因为水冷比风冷效率更高。【图9】

行业里,一开始风冷与水冷都有,现在以水冷为主了。

[威武]加热
散热,防的是局部过热。加热有所不同,它防的是电池包整体太冷,讲究的就是一个「大力出奇迹」的问题。

已经是大力出奇迹了,就要实打实地产生相应的热量,来不得半点虚的。尽管如此,也是有不同技术路线的。【图10】

- 第一种就是PTC加热,1度电能转换成1度热能;
- 第二种是热泵空调,1度电大概能转换成2度热能。
- 第三种是电机余热利用。咱们都说电机比发动机强,就是因为效率高;不幸的是,电机效率越高,余热就越少…… 就说余热利用,涉及到管道泵阀的设计,不同车企的水平差异还是很大的。【图11】

第四种就是加装柴油制暖器,既能给座舱制暖也能给电池制暖。这属于作弊一般的土方法了,但很有效。好处是,你可以开一个电动汽车,名正言顺地去加油站加柴油了!
#微博新知博主##车圈新星驾到#

莫言———

它们………
冬天埋在土里
静悄悄的躺着
任凭风吹雨打
即使冰冻霜打
狂风暴雪毫无畏惧
它们守着冬的寂寞
只为迎接春的暖阳

春到了暖阳也来嘞
迫不及待破土而出
暖光中醒来有好多话要讲
只用几天时间争相开放
迎着风向着太阳☀️ 侧耳听
听这世界多么美好
可是它不声不响
笑声中浮过
几张旧模样
留在梦田里
永远不散场
晚风中闪过
几帧从前啊
光阴的长廊
蚯蚓在脚底叫嚷

多幸运
花期虽短
却也明艳



———HXB

#王源[超话]##王源夏野了实体专辑##王源2022时和岁暖##王源新专辑夏野了#
3.6⛅22℃
记录一下矮生向日葵六天以来的生长过程。
放进土里第一天还是小尖尖。
给大家几个参考,催芽用温水打湿洗脸巾把种子包裹住,一定要避光。
不要手贱碰小苗苗,图三左边我看它根根扎不进土里自己动手帮它埋了,然后它就长得比右边慢了许多。
浇水的话,我是佛系浇的,大概一天一次,都是晚上浇。
大概就这样了,七天后再记录一下。
@TFBOYS-王源


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 家人的爱太重要了[心].一个人回家住害怕,叔叔婶婶让弟弟专门从宁波-杭州-河南,并且提前1天回去收拾家;:在老家每天想吃啥弟弟出去买了回来给我,考试弟弟每天早上
  • 上半年去青岛住的p2《海天》它家很出名了吧,不需要多说啥了,那时候连住了三天行政套,风景很好,可惜是自己一个人住 太大了 性价比一般吧 旺季2k多,现在淡季还行
  • #最积阴德的十件事,一定要经常去做#【诸恶莫做,众善奉行】“君子所以异于人也,以其存心也。劝导他人多行善事,也是在为自己积累福报,如果有人因为你而少做一件错事,
  • 劝导他人多行善事,也是在为自己积累福报,如果有人因为你而少做一件错事,不仅对方会因此受益,作为劝人者也有功德,如果没有你的一句话,或许对方就造下了恶业。劝导他人
  • 劝导他人多行善事,也是在为自己积累福报,如果有人因为你而少做一件错事,不仅对方会因此受益,作为劝人者也有功德,如果没有你的一句话,或许对方就造下了恶业。劝导他人
  • 世上没有什么不可能,只要你肯努力挑战,曙光就在前方.好好活着,不要抱怨生活,就算生活的不如意,就算生活在最底层,一无所有又如何,毕竟你还活着,还拥有自我,这已是
  • #lin子的周记# 这周就是宅宅宅plus学学学今天临近鬼节看到空间好多人发玩的照片,我无数次的在小搜合肥的旅游攻略,球球十一月十一快点来吧[泪][泪]想出去浪
  • 36.城市慷慨亮了一整夜光,如同少年不惧岁月长 37.醒时捕光睡时捉梦 38.错过了落日余晖我可以期待满日繁星 39.希望今年的遗憾都是来年惊喜的铺垫
  • 「最近は呪術廻戦、ワンピース」 ◆好きな食べ物 いちご ◆野球以外で得意なスポーツ バスケ、バレー昨天怕在外面热成狗选择了宅家当蘑菇,今天我俩特意穿了厚衣服,带
  • 《桃子有喜》是桃子手记上集里面我预判最无聊的一本,放在了最后才读。日文翻译成《如此早就》,我觉得属于更加贴切的书名,因为读完之后发现虽然是樱桃子关于怀孕的随笔集
  • [Photo]2、湾芯之心,当之无愧①南沙中心——蕉门河CBD蕉门是南沙高端商业最密集的区域,目前建成和在建的商业综合体有:南沙万达广场、悠方商业街,星河COC
  • 突然猛地想起我们那天吵架 我说我觉得除了出轨和原则问题其他的都不是问题,你说你不觉得,是的,我现在理解你了,因为你并没有多喜欢我更谈不上爱,我只是很喜欢你我也谈
  • ——奥斯特洛夫斯基人最大的对手就是自己的懒惰,做一件事并不难,难的在于坚持,坚持一下也不难,难的是坚持到底,你尽力了,才有资格说自己运气不好,感觉累,也许是因为
  • 路边的工作人员说,虽然往年旱季水库都会水位下降供给下游,但今年夏季甘肃大旱,如此般的枯涸也是很罕见的有机会在雨季时再来一次吧#旅行[超话]##甘肃##河西走廊[
  • ”谭璇毫不在乎:“你的一无所有和口齿不清正符合我的伴侣要求,一年时间,配合我演好戏,我会力所能及给你想要的东西,除了爱情,一切都可以。#热门小说##女生小说推荐
  •   “许姐不是故意的,你不要怪她,是我没站稳……”蔚蓝在裴琰的搀扶下站了起来,还在假惺惺地为我说话。”  这个举动让我措手不及,陶叶也赶紧过来抓住我的手,生怕我
  • 来重庆的小伙伴一定要来洪崖洞看夜景,这里的夜景,有种像来到了宫崎骏创造千与千寻的神奇世界。在这里都不需要开美颜滤镜,随意一拍便是一张绝美的风景照,最适合情侣,同
  • 我也不知道大家当中有没有全职炒股的,但是选择了炒股这条路,一旦经历起了股市的风波,就比如15年的大牛,便对身边其他的事情看不上了,这个时候就要认清现实,
  • 付先生这下较真了,他认为店家的这个秤是一直有问题的,自己之前来吃都被多算了钱,其他的顾客买单也都被坑了,他觉得店家这种行为是不厚道的,是欺诈! 付先生坚持
  • 在人生的旅程中,每个人的生活都离不开别人的帮助,因为自然界的任何事物都是一个普遍联系的整体,没有谁能够脱离周围的事物而孤立地存在,但在接受别人帮助的同时,我们