項目7任務(wù)1認(rèn)識動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)講解

《新能源汽車動力電池及電池管理系統(tǒng)檢修》項目7

動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)檢測與維修任務(wù)1認(rèn)識動力電池組熱管理系統(tǒng)任務(wù)描述1PARTONE任務(wù)描述一輛2018款吉利帝豪EV300電動汽車顯示“電池高溫過高”，無法行駛，車主把車拖到維修店，要求修理?，F(xiàn)要求你對電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)進(jìn)行檢測，在檢測前，首先要認(rèn)識動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的基本知識。任務(wù)1認(rèn)識熱管理系統(tǒng)01認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型02認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點03認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)知識學(xué)習(xí)2PARTTWO認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（1）熱管理系統(tǒng)的功用（2）熱管理系統(tǒng)的類型學(xué)習(xí)內(nèi)容常見電池的工作溫度要求（3）常見電池的工作溫度要求認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（1）動力電池生熱的原因動力電池生熱的原因電池內(nèi)阻電化學(xué)反應(yīng)動力電池由于內(nèi)阻和電化學(xué)反應(yīng)的存在，導(dǎo)致充放電過程中，會釋放一定的熱量，聚集于密閉的電池包內(nèi)，形成高溫環(huán)境。認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（2）溫度與電池性能的關(guān)系溫度與電池性能的關(guān)系壽命下降容量下降高溫環(huán)境使電池內(nèi)部發(fā)生無用的副反應(yīng)，嚴(yán)重影響鋰離子脫/嵌的有效性，導(dǎo)致循環(huán)壽命顯著下降。低溫環(huán)境則使電池內(nèi)部化學(xué)活性低，嚴(yán)重削弱了鋰離子的脫/嵌能，導(dǎo)致電池容量驟減。認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（3）熱管理系統(tǒng)的功用熱管理系統(tǒng)的功用

動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)（batterythermalmanagementsystem，BTMS）是通過導(dǎo)熱介質(zhì)、測控單元以及溫控設(shè)備構(gòu)成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其作用是使動力電池工作在合適的溫度范圍之內(nèi)，以維持其最佳的使用狀態(tài)，保證電池系統(tǒng)的性能和壽命。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的主要功能有冷卻、加熱和均衡電池溫度。認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（3）熱管理系統(tǒng)的功用熱管理系統(tǒng)的功用

為了充分發(fā)揮動力電池的電性能和安全性能，需要在動力汽車內(nèi)加入熱管理系統(tǒng)保障各電芯始終工作于最佳的環(huán)境溫度中。即熱管理系統(tǒng)可對動力電池進(jìn)行加熱保溫、冷卻降溫的溫度調(diào)控。認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)基于單體電池溫度控制來對整個動力電池溫度進(jìn)行熱管理，分為兩類。0102動力電池冷卻系統(tǒng)動力電池加熱管理系統(tǒng)（4）熱管理系統(tǒng)類型認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（5）常見電池的工作溫度要求鉛酸電池

鉛酸電池電性能對低溫區(qū)的敏感度較高，對高溫區(qū)的敏感性較低。電池的最佳工作區(qū)間較寬，能夠健康工作在0～60℃范圍。目前，鉛酸電池主要作為小電驢的動力電源。認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（5）常見電池的工作溫度要求氫鎳電池

一旦溫度超過50℃，電池的充電效率和電池壽命開始出現(xiàn)衰減行為。一旦低于-10℃，電池的放電能力同樣發(fā)生嚴(yán)重的衰減。即最佳工作溫度范圍在10～50℃之間。主要應(yīng)用于豐田普銳斯等混動汽車。放電特性曲線豐田普銳斯汽車認(rèn)識熱管理系統(tǒng)功用與類型1（5）常見電池的工作溫度要求鋰離子電池

低于10℃的低溫就足以極大的削弱了電池組的放電壽命，同樣的，超過30℃電池的循環(huán)壽命開始下降。因此，鋰離子電池最佳工作溫度在20～29℃之間。目前使用最廣泛。認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（1）冷卻系統(tǒng)的類型（2）動力電池液冷系統(tǒng)學(xué)習(xí)內(nèi)容（3）動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)（4）動力電池直冷系統(tǒng)動力電池冷卻系統(tǒng)根據(jù)冷卻方式分為液冷系統(tǒng)直冷系統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)自然風(fēng)冷強(qiáng)制風(fēng)冷認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（1）動力電池冷卻系統(tǒng)類型認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（2）動力電池液冷系統(tǒng)動力電池冷卻系統(tǒng)液冷系統(tǒng)液冷是一種利用液態(tài)混合物作為熱量交換媒介，通過冷卻水泵使冷卻液在管路回路中循環(huán)，進(jìn)而完成電池箱與熱交換器間循環(huán)熱交換的冷卻方式。液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（2）動力電池液冷系統(tǒng)動力電池冷卻系統(tǒng)液冷系統(tǒng)吉利帝豪EV300電池包內(nèi)部冷卻管組成：吉利帝豪EV300電池包內(nèi)部冷卻管路液體冷卻系統(tǒng)是一套可兼具對電池冷卻和加熱雙重功能的冷卻系統(tǒng)。是電動汽車動力電池主流的冷卻方式，國內(nèi)外大多數(shù)電動汽車幾乎都采用液冷方式。認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（2）動力電池液冷系統(tǒng)液冷工作原理由電池水泵提供驅(qū)動力，驅(qū)使冷卻液在熱交換器與動力電池組閉合回路間循環(huán)。熱交換器由散熱片及蒸發(fā)器組成，是使冷卻液冷卻的關(guān)鍵部件：蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)的低溫低壓制冷劑吸收從動力電池組流向散熱片中的高溫冷卻液熱量，使冷卻液處于低溫狀態(tài)。低溫冷卻液在電池水泵驅(qū)動下，持續(xù)向動力電池組流動，通過顯著的溫度差異實現(xiàn)對動力電池?zé)崃窟M(jìn)行高效地吸收。液冷系統(tǒng)工作流程認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（2）動力電池液冷系統(tǒng)液冷工作原理液冷系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（2）動力電池液冷系統(tǒng)制冷原理01020304壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機(jī)高溫高壓制冷劑氣體流入冷凝器后，在冷凝器內(nèi)散熱、降溫，冷凝成中溫高壓的氣液態(tài)制冷劑高溫高壓氣液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流，狀態(tài)發(fā)生急劇變化，變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑低溫低壓液態(tài)制冷劑立即進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收流經(jīng)蒸發(fā)器的電池冷卻液熱量低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)管路被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)行壓縮，進(jìn)入下一個循環(huán)05認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（3）動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)動力電池冷卻系統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)豐田卡羅拉鎳氫電池組冷卻方式LL空調(diào)冷卻系統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)LL風(fēng)冷系統(tǒng)自然風(fēng)冷強(qiáng)制風(fēng)冷認(rèn)識動力電池冷卻系統(tǒng)2（4）動力電池直冷系統(tǒng)動力電池冷卻系統(tǒng)直冷系統(tǒng)直冷系統(tǒng)是利用制冷空調(diào)系統(tǒng)制冷劑作為換熱媒介直接對動力電池進(jìn)行冷卻的一種高效冷卻系統(tǒng)。它主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和高壓管組成。直冷系統(tǒng)工作原理認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（1）加熱系統(tǒng)的作用及類型（2）熱源接觸式加熱學(xué)習(xí)內(nèi)容熱液加熱（3）認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（1）加熱系統(tǒng)的作用及類型加熱系統(tǒng)作用放電特性曲線由于低溫環(huán)境則使電池內(nèi)部化學(xué)活性低（低于0攝氏度），嚴(yán)重削弱了鋰離子的脫/嵌能，導(dǎo)致電池容量驟減、放電電壓下降。低溫對電池的危害已經(jīng)成為限制純電動汽車普及的技術(shù)瓶頸之一。通常，要引入加熱系統(tǒng)對動力電池進(jìn)行加熱及保溫調(diào)控，以保證動力電池正常工作。根據(jù)加熱形式的不同，加熱系統(tǒng)可分為：熱液加熱熱源接觸式12加熱系統(tǒng)的類型認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（1）加熱系統(tǒng)的作用及類型認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（2）熱源接觸式加熱動力電池加熱系統(tǒng)單純從加熱源材料屬性角度區(qū)分，不論電池組加熱形式為液熱還是熱源接觸式加熱，其加熱源一般為普通電阻絲（負(fù)溫度系數(shù)）加熱或PTC加熱（正溫度系數(shù)電阻絲）。熱源接觸式普通電阻絲加熱PTC加熱認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（2）熱源接觸式加熱動力電池加熱系統(tǒng)熱源接觸式安裝結(jié)構(gòu)

熱源直接式加熱是利用PTC加熱器或電加熱膜加熱器作為加熱源直接封裝在電池包內(nèi)，對各個電池芯進(jìn)行接觸式加熱。加熱效率高；占電池包空間大；只適用于特定車型的電池組加熱系統(tǒng)中。直熱式電池包認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（3）熱液加熱動力電池加熱系統(tǒng)

液熱是一種采用加熱的液體流經(jīng)動力電池表面對動力電池進(jìn)行升溫保溫的加熱方式，加熱液體多采用乙二醇水溶液。這種加熱方式能夠并聯(lián)到液冷回路中，并且乙二醇水溶液傳熱系數(shù)較高，因此該加熱方式具備較高的可操控性及高效率性，是現(xiàn)在新能源汽車動力電池組的主流加熱方式。熱液加熱PTC在液熱系統(tǒng)中的工作流認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（3）熱液加熱液態(tài)加熱是最為常見的加熱方式，具有較好的可控性。該加熱方式根據(jù)加熱源的不同：1車回加熱系統(tǒng)2PTC加熱系統(tǒng)認(rèn)識動力電池加熱系統(tǒng)3（3）熱液加熱車回加熱系統(tǒng)車回加熱是一種利用汽車在行駛過程中利用驅(qū)動電機(jī)等發(fā)熱部件的熱量作為加熱源，通過循環(huán)液吸收熱量并流向動力電池組，為電池組提供加熱保溫的加熱方式。優(yōu)點：同時能夠為驅(qū)動電機(jī)等發(fā)熱部件提供冷卻的作用；充分利用車內(nèi)能量，而不需要額外使用電池電量提供熱能，提高汽車?yán)m(xù)航里程。缺點：環(huán)境溫度極低的情況下，單純依賴車回循環(huán)無法給電池組加熱到合適工作溫度。車回加熱系統(tǒng)工作原理3（3）熱液加熱PTC加熱系統(tǒng)

當(dāng)環(huán)境溫度極低，車回液熱系統(tǒng)不能滿足加熱需求時，電池管理系統(tǒng)（BMS）向整車控制器（VCU）發(fā)送加熱請求，并啟動PTC加熱源進(jìn)行通電加熱，