几种热管理系统方案的浅析(1)

发布时间:2019-02-12 05:29              

当前新能源车辆的热管理系统,普遍使用电加热元件对电池系统进行加热,这需要耗费动力电池组的能量。同时,在行驶过程中,驱动电机会产生废热,当前的做法是利用散热器将驱动电机的废热释放到环境中,这部分热量并没有利用起来。可见,在电池需要加热时,目前的新能源车辆一方面耗费能源去加热电池,一方面又将电机产生的热量直接舍弃,这样一进一出就造成了能量的浪费。

鉴于上述现有技术所存在的问题,业内开始尝试利用车辆驱动电机的发热量对电池系统进行加热。本文针对几种现有的热管理系统进行简单分析。

(SMART fortwoEV)

SMART fortwo EV是奔驰在电动汽车领域的一次尝试,作为一款A0乘用车,受到的限制较多,其热管理系统较为简单。但是,其热管理管路却比同类型电动汽车要复杂得多。

SMART fortwo EV的热管理原理图可以分为两个部分,即电池管路系统、电机管路系统。

其中,电池管路系统具备加热和散热功能,加热源为PTC加热器,利用泵2和泵3为电池管路提供循环冷却液。需要散热时,使用电动水阀1将电池管路系统和散热器导通,利用散热器为电池进行散热。

电机管路系统的主要功能是为电机及其控制器提供散热,同时,也为车载充电机提供散热。电机管路系统循环的动力源为水泵1,通过电动水阀2切换电机和充电机的散热管路。

(图1 SMART fortwoEV热管理原理图)

SMART fortwo EV的这套热管理管路与常见的将电池、电机管路分别布置的方案不同,它的电池和电机管路是相连通的。也就是说,这套系统可以共用散热器、水泵、膨胀罐等,通过泵和阀的适当开启还可以控制防冻液的流向,分别为电池、电机执行热管理操作。

理论上,SMART fortwo EV的热管理管路具备利用电机冷却液加热电池的能力,当需要执行这一功能时,需要同时启动泵1、泵2和泵3,使经过散热器冷却后的仍然具有一定温度的电机冷却液通过电池组。当然,此操作必须通过精确的控制来保证通过电池箱的水温,否则不能保证电机热量可以有效回收,SMART fortwo EV是否采用了这种热管理策略还需要进一步确认。

(图2 利用电机冷却液为电池加热)

下期继续推送《几种热管理系统方案的浅析(2)》.

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