项目7任务1认识动力电池热管理系统讲解

《新能源汽车动力电池及电池管理系统检修》项目7

动力电池热管理系统检测与维修任务1认识动力电池组热管理系统任务描述1PARTONE任务描述一辆2018款吉利帝豪EV300电动汽车显示“电池高温过高”，无法行驶，车主把车拖到维修店，要求修理。现要求你对电池热管理系统进行检测，在检测前，首先要认识动力电池热管理系统的基本知识。任务1认识热管理系统01认识热管理系统功用与类型02认识动力电池冷却系统学习要点03认识动力电池加热系统知识学习2PARTTWO认识热管理系统功用与类型1（1）热管理系统的功用（2）热管理系统的类型学习内容常见电池的工作温度要求（3）常见电池的工作温度要求认识热管理系统功用与类型1（1）动力电池生热的原因动力电池生热的原因电池内阻电化学反应动力电池由于内阻和电化学反应的存在，导致充放电过程中，会释放一定的热量，聚集于密闭的电池包内，形成高温环境。认识热管理系统功用与类型1（2）温度与电池性能的关系温度与电池性能的关系寿命下降容量下降高温环境使电池内部发生无用的副反应，严重影响锂离子脱/嵌的有效性，导致循环寿命显著下降。低温环境则使电池内部化学活性低，严重削弱了锂离子的脱/嵌能，导致电池容量骤减。认识热管理系统功用与类型1（3）热管理系统的功用热管理系统的功用

动力电池热管理系统（batterythermalmanagementsystem，BTMS）是通过导热介质、测控单元以及温控设备构成的闭环调节系统，其作用是使动力电池工作在合适的温度范围之内，以维持其最佳的使用状态，保证电池系统的性能和寿命。电池热管理系统的主要功能有冷却、加热和均衡电池温度。认识热管理系统功用与类型1（3）热管理系统的功用热管理系统的功用

为了充分发挥动力电池的电性能和安全性能，需要在动力汽车内加入热管理系统保障各电芯始终工作于最佳的环境温度中。即热管理系统可对动力电池进行加热保温、冷却降温的温度调控。认识热管理系统功用与类型1动力电池热管理系统基于单体电池温度控制来对整个动力电池温度进行热管理，分为两类。0102动力电池冷却系统动力电池加热管理系统（4）热管理系统类型认识热管理系统功用与类型1（5）常见电池的工作温度要求铅酸电池

铅酸电池电性能对低温区的敏感度较高，对高温区的敏感性较低。电池的最佳工作区间较宽，能够健康工作在0～60℃范围。目前，铅酸电池主要作为小电驴的动力电源。认识热管理系统功用与类型1（5）常见电池的工作温度要求氢镍电池

一旦温度超过50℃，电池的充电效率和电池寿命开始出现衰减行为。一旦低于-10℃，电池的放电能力同样发生严重的衰减。即最佳工作温度范围在10～50℃之间。主要应用于丰田普锐斯等混动汽车。放电特性曲线丰田普锐斯汽车认识热管理系统功用与类型1（5）常见电池的工作温度要求锂离子电池

低于10℃的低温就足以极大的削弱了电池组的放电寿命，同样的，超过30℃电池的循环寿命开始下降。因此，锂离子电池最佳工作温度在20～29℃之间。目前使用最广泛。认识动力电池冷却系统2（1）冷却系统的类型（2）动力电池液冷系统学习内容（3）动力电池风冷系统（4）动力电池直冷系统动力电池冷却系统根据冷却方式分为液冷系统直冷系统风冷系统自然风冷强制风冷认识动力电池冷却系统2（1）动力电池冷却系统类型认识动力电池冷却系统2（2）动力电池液冷系统动力电池冷却系统液冷系统液冷是一种利用液态混合物作为热量交换媒介，通过冷却水泵使冷却液在管路回路中循环，进而完成电池箱与热交换器间循环热交换的冷却方式。液冷系统结构原理认识动力电池冷却系统2（2）动力电池液冷系统动力电池冷却系统液冷系统吉利帝豪EV300电池包内部冷却管组成：吉利帝豪EV300电池包内部冷却管路液体冷却系统是一套可兼具对电池冷却和加热双重功能的冷却系统。是电动汽车动力电池主流的冷却方式，国内外大多数电动汽车几乎都采用液冷方式。认识动力电池冷却系统2（2）动力电池液冷系统液冷工作原理由电池水泵提供驱动力，驱使冷却液在热交换器与动力电池组闭合回路间循环。热交换器由散热片及蒸发器组成，是使冷却液冷却的关键部件：蒸发器内循环的低温低压制冷剂吸收从动力电池组流向散热片中的高温冷却液热量，使冷却液处于低温状态。低温冷却液在电池水泵驱动下，持续向动力电池组流动，通过显著的温度差异实现对动力电池热量进行高效地吸收。液冷系统工作流程认识动力电池冷却系统2（2）动力电池液冷系统液冷工作原理液冷系统关键结构认识动力电池冷却系统2（2）动力电池液冷系统制冷原理01020304压缩机将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机高温高压制冷剂气体流入冷凝器后，在冷凝器内散热、降温，冷凝成中温高压的气液态制冷剂高温高压气液态制冷剂经膨胀阀节流，状态发生急剧变化，变成低温低压的液态制冷剂低温低压液态制冷剂立即进入蒸发器内，在蒸发器内吸收流经蒸发器的电池冷却液热量低温低压的气态制冷剂经管路被压缩机吸入，进行压缩，进入下一个循环05认识动力电池冷却系统2（3）动力电池风冷系统动力电池冷却系统风冷系统丰田卡罗拉镍氢电池组冷却方式LL空调冷却系统风冷系统LL风冷系统自然风冷强制风冷认识动力电池冷却系统2（4）动力电池直冷系统动力电池冷却系统直冷系统直冷系统是利用制冷空调系统制冷剂作为换热媒介直接对动力电池进行冷却的一种高效冷却系统。它主要由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和高压管组成。直冷系统工作原理认识动力电池加热系统3（1）加热系统的作用及类型（2）热源接触式加热学习内容热液加热（3）认识动力电池加热系统3（1）加热系统的作用及类型加热系统作用放电特性曲线由于低温环境则使电池内部化学活性低（低于0摄氏度），严重削弱了锂离子的脱/嵌能，导致电池容量骤减、放电电压下降。低温对电池的危害已经成为限制纯电动汽车普及的技术瓶颈之一。通常，要引入加热系统对动力电池进行加热及保温调控，以保证动力电池正常工作。根据加热形式的不同，加热系统可分为：热液加热热源接触式12加热系统的类型认识动力电池加热系统3（1）加热系统的作用及类型认识动力电池加热系统3（2）热源接触式加热动力电池加热系统单纯从加热源材料属性角度区分，不论电池组加热形式为液热还是热源接触式加热，其加热源一般为普通电阻丝（负温度系数）加热或PTC加热（正温度系数电阻丝）。热源接触式普通电阻丝加热PTC加热认识动力电池加热系统3（2）热源接触式加热动力电池加热系统热源接触式安装结构

热源直接式加热是利用PTC加热器或电加热膜加热器作为加热源直接封装在电池包内，对各个电池芯进行接触式加热。加热效率高；占电池包空间大；只适用于特定车型的电池组加热系统中。直热式电池包认识动力电池加热系统3（3）热液加热动力电池加热系统

液热是一种采用加热的液体流经动力电池表面对动力电池进行升温保温的加热方式，加热液体多采用乙二醇水溶液。这种加热方式能够并联到液冷回路中，并且乙二醇水溶液传热系数较高，因此该加热方式具备较高的可操控性及高效率性，是现在新能源汽车动力电池组的主流加热方式。热液加热PTC在液热系统中的工作流认识动力电池加热系统3（3）热液加热液态加热是最为常见的加热方式，具有较好的可控性。该加热方式根据加热源的不同：1车回加热系统2PTC加热系统认识动力电池加热系统3（3）热液加热车回加热系统车回加热是一种利用汽车在行驶过程中利用驱动电机等发热部件的热量作为加热源，通过循环液吸收热量并流向动力电池组，为电池组提供加热保温的加热方式。优点：同时能够为驱动电机等发热部件提供冷却的作用；充分利用车内能量，而不需要额外使用电池电量提供热能，提高汽车续航里程。缺点：环境温度极低的情况下，单纯依赖车回循环无法给电池组加热到合适工作温度。车回加热系统工作原理3（3）热液加热PTC加热系统

当环境温度极低，车回液热系统不能满足加热需求时，电池管理系统（BMS）向整车控制器（VCU）发送加热请求，并启动PTC加热源进行通电加热，