电动汽车锂电池冷却

电动车锂电池液体冷却方法推荐 (2)

2010-11-4 11:23:41 来源：

我个人的观点来看，对电动车来说，关于电池组的热管理最为靠谱的方法是类似于以下的方法。

从可靠性的角度，我将评估一下tesla的18650圆柱形电池的制造可靠性，和其内部连接的熔丝的可靠性。Tesla的电池组从本质上来看，不具备低成本的可能。这是因为本身18650电池造价较低，但是为了保证小电池之间的串并级联，要付出很多的安全性的考虑。那么多熔丝的连接对于大规模生产来说可能充满很大的难度。Toyota在新能源车上具有很强的实力，但它的电动车计划遭受严重的挫折以后，对大容量电池这块的尝试却是很少的。本质上它的插入式 prius更偏向于混合动力车多一些。

总结一下这么做的几个特点：

1.电池包可以做到非常紧凑，中间几乎没有空隙。

2.抗震和抗冲击性比较好，可以在电池CELL之间添加冲击吸收缓冲材料。

3.把散热的过程转换为加热过程，使得锂电池在低温下的运行保证了可能。

4.保证了电池CELL的散热的均匀性。

5.成本相对较高，主要是在高压泵和聚合物电池的价格上，两者都有很大的降价空间。

6.安全性，聚合物电池本身的安全性易于管理。

在SAE的这篇论文中，作者提到了模块冷却的仿真方法 Integrated Simulation Process for the Thermal Management of LiIon Batteries in Automotive Applications

总体而言，这篇文章有些偏于理论化，整个设计也存在一些问题。

在SAE的这篇论文中，较为详细的介绍了聚合物电池的发热评估Thermal Characterization & Management of PHEV Battery Packs(Compact Power, Inc)。

关于散热片的内部流道的结构设计也会对水流的分布和散热(加热)的效率产生一定的影响，这直接影响到CELL(这个CELL一般是好几个电池并联的大cell)的各个部分之间温度的不均匀。

Delphi关于上半部分所述的方案(电动车锂电池液体冷却方法推荐(上))是有专利的，不知道是否意味着这样的结构不能被使用了(如图1所示)：

由于液体冷却只是把热量从电池组内部搬移出来，因此需要解决更多的问题，GM目前关于这块最为完善的，有兴趣可以参见VOLT的一些散热方面的图。

武晔卿老师写了两篇导论性的文章：

《电子产品热设计》

《电子设备热设计(续)》

这里想提的一点是，在将工业系统移植入汽车中的过程中的时候，整个电子类产品的热设计(包括电机、电机控制器、DC/DC高压转换和充电器，最为特殊的是电池组)这些部件的散热要求通通需要严格考虑。如同以前曾经总结过的那样，在大热天的情况下，汽车不仅要承受地面高至40度以上的环境温度，还要把乘客舱的热量散出去，在底盘上的这些设备面临着系统性的热管理的风险。

图1

我有时候始终无法理解，目前的中国直流充电标准对电动车大巴电池组将会带来多大的伤害，其次无法理解32A的特殊车载的充电器，按照中国的电压，应该是6.6KW，竟然有厂家做出来不是液体冷却的充电器来了；残酷的事实是，为了符合大部分地区和较为苛刻的要求，韩国，日本和美国的供应商在2.2KW以上的充电器等级的时候，都采取液体冷却。这固然和车的系统有关，国内的技术太超前了。

整个散热系统有着较为系统性的控制要求，特别是对电池来说，需要像保温设备一样，拥有不同的散热控制算法，来保证电池组在合适的温度范围内，保证电池组内的单体的温度均匀性。在分析的过程中，我觉得可能需要通过的几个步骤才能简略的得到一组设计结果：

1.通过整车的工况，估算电池组需要放电和充电的工况;

2.使用仿真来验证以上的条件;

3.通过估算推导在放电和充电条件下电池组产热情况;

4.考虑系统的选择方案(液冷和风冷); 注：事实上，需要进一步细分，参阅《HEV电池产热与散热考虑》。

5.以正常值考虑单体电池需要的散热条件;

6.在既定的散热条件下(液冷为进口水压和温度，风冷为风扇的功率和进风口的空气的温度控制)设计相应的散热片或者散热间隙;

7.通过流体设计软件来仿真结果。

这样的步骤可能有些太简单了，对系统的散热设计这方面，我属于刚刚接触的范畴。希望和大家一起交流，提高一下设计水平。

电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程完整

电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 1 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 2 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 3 术语和定义 3.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 3.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。

全世界最被看好的10大电动汽车锂电池厂家

全世界最被看好的10大电动汽车锂电池厂家 北极星智能电网在线 2012-8-28 14:11:48 关键词: 电动汽车锂离子电池锂电池 1、JohnsonControls-Saft(美国江森自控和和法国Saft的合资公司) JohnsonControls,Inc.（纽约证交所代码：JCI）和Saft（欧洲证交所代码：SAFT）已达成协议，关闭其合资公司JohnsonControls-Saft。该合资公司建于2006年，主营锂离子汽车电池的开发和制造。据协议条款，JohnsonControls将现金收购Saft所占$1.45亿美元的公司股份。协议包括JohnsonControls向Saft支付的一笔事前特许权使用费，用于展期JohnsonControls在所有市场使用某项Saft锂离子技术的许可。此交易有待监管机构的批准，最早可能于2011年9月30日达成。 JohnsonControlsPowerSolutions总裁AlexMolinaroli先生表示：“非常感谢与Saft这段时间的合作，很高兴能够以互利的方式解决这件事情。” Saft管理委员会主席JohnSearle先生认为：“很高兴此争议能得到快速积极的解决，这符合我们客户、员工和股东的利益。另一方面，Saft就此不再承担合资公司的现金与损益责任。Saft管理层现在全力以赴，在精心挑选的所有市场中，为我们的锂离子技术寻找发展良机。” 随着双方一致同意结束合作关系，两家公司之间的所有法律程序也告结束。 “对JohnsonControl s来说，此协议进一步反映出我们对高级电池行业的战略思 考。”Molinaroli先生认为，“我们将继续充分利用此领域的已有进展，此外，现在我们可以围绕技术、系统、应用和业务模型，扩展全部战略能力。” 合资公司的所有资产都将由JohnsonControls接管，只有法国夏朗德的一座工厂将于2012年底移交给Saft。 交易完成之后，JohnsonControls将经营该公司，履行公司的现有合同协议，相应地与客户和供应商开展合作。 关于JohnsonControls： JohnsonControls为全球150多个国家/地区的客户服务，是多种技术和行业的全球领跑者。公司的154,000名员工齐心协力，为优化建筑物的能源和运营效率提供优质的产品、服务和解决方案，为混合动力车和电动车提供铅酸汽车电池和高级电池，为汽车提供内饰系统。JohnsonControls对可持续发展的承诺可追溯到1885年公司成立之初发明的首台室内电动恒温器。通过公司的发展战略以及不断扩大市场份额，我们承诺为股东提供价值，助力于客户的成功。2011年，《企业责任杂志》在其年度“企业公民百强”名单中，将JohnsonControls 列为第一。 关于Saft：

电动汽车动力蓄电池系统通用标准GB-5(2010.06.28)[1]

ICS 点击此处添加中国标准文献分类号 中华人民共和国国家标准 GB/T —XXXX 电动汽车动力蓄电池系统通用要求 General Requirements of Traction Battery System for Electric Vehicles 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （工作组讨论稿） （本稿完成日期：2010.06.28） 2010-XX-XX发布2010-XX-XX实施

目次 前言............................................................................... VII 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (2) 4 要求 (2) 4.1 一般要求 (2) 4.2 使用要求 (2) 4.2.1 工作环境 (2) 4.2.2 维护功能 (3) 4.2.3 使用安全 (3) 4.3 系统参数管理 (3) 4.3.1 功能要求 (3) 4.3.2 通讯接口和通讯协议 (3) 4.3.3 数据记录 (3) 4.3.4 检测精度 (4) 4.4 系统热管理要求 (4) 4.5 电池系统的安装要求 (4) 4.5.1 绝缘耐压强度要求 (4) 4.5.2 防振性能 (4) 4.5.3 快换型电池系统的特殊要求 (4) 4.6 动力线路要求 (5) 4.6.1 保险控制 (5) 4.6.2 动力线与安装 (5) 4.6.3 动力线连接器的要求 (5) 4.7 控制线路要求 (5) 4.7.1 材料要求 (5) 4.7.2 线束要求 (5) 4.7.3 连接器要求 (5) 4.8 通用化、系列化、标准化要求。 (5) 4.8.1 推荐电压等级标准 (5) 4.8.2 推荐模块等级标准 (6) 4.8.3 推荐模块规格等级标准 (6) 4.8.4 电池箱的选择 (6) 4.8.5 快换电池箱的通用化要求 (6) 5 动力蓄电池系统电池箱的分类、命名与规格 (6) 5.1 电池箱的分类 (6)

新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、-MCU

新能源汽车核心技术详解：电池包和BMS、VCU、MCU 导读：为了使新能源爱好者和初级研发人员更好地了解新能源汽车的核心技术，北汽福田新能源系统开发部部长杨伟斌结合研发过程中的经验总结，从新能源汽车分类、模块规划、电控技术和充电设施等方面进行了分析。 2014年国内新能源汽车产销突破8万辆，发展态势喜人。为了使新能源爱好者和初级研发人员更好地了解新能源汽车的核心技术，笔者结合研发过程中的经验总结，从新能源汽车分类、模块规划、电控技术和充电设施等方面进行了分析。 1 新能源汽车分类 在新能源汽车分类中，“弱混、强混”与“串联、并联”不同分类方法令非业内人士感到困惑，其实这些名称是从不同角度给出的解释、并不矛盾。 1.1消费者角度 消费者角度通常按照混合度进行划分，可分为起停、弱混、中混、强混、插电和纯电动，节油效果和成本增等指标加如表1所示。表中“-”表示无此功能或较弱、“+”个数越多表示效果越好，从表中可以看出随着节油效果改善、成本增加也较多。 表1 消费者角度分类 1.2技术角度

图1 技术角度分类 技术角度由简到繁分为纯电动、串联混合动力、并联混合动力及混联混合动力，具体如图1所示。其中P0表示BSG(Belt starter generator，带传动启停装置)系统，P1代表ISG(Integrated starter generator，启动机和发电机一体化装置)系统、电机处于发动机和离合器之间，P2中电机处于离合器和变速器输入端之间，P3表示电机处于变速器输出端或布置于后轴，P03表示P0和P3的组合。从统计表中可以看出，各种结构在国内外乘用或商用车中均得到广泛应用，相对来说P2在欧洲比较流行，行星排结构在日系和美系车辆中占主导地位，P03等组合结构在四驱车辆中应用较为普遍、欧蓝德和标致3008均已实现量产。新能源车型选择应综合考虑结构复杂性、节油效果和成本增加，例如由通用、克莱斯勒和宝马联合开发的三行星排双模系统，尽管节油效果较好，但由于结构复杂且成本较高，近十年间的市场表现不尽如人意。 2 新能源汽车模块规划 尽管新能源汽车分类复杂，但其中共用的模块较多，在开发过程中可采用模块化方法，共享平台、提高开发速度。总体上讲，整个新能源汽车可分为三级模块体系、如图2所示，一级模块主要是指执行系统，包括充电设备、电动附件、储能系统、发动机、发电机、离合器、驱动电机和齿轮箱。二级模块分为执行系统和控制系统两部分，执行部分包括充电设备的地面充电机、集电器和车载充电机，储能系统的单体、电箱和PACK，发动机部分的气体机、汽油机和柴油机，发电机的永磁同步和交流异步，离合器中的干式和湿式，驱动电机的永磁同步和交流异步，齿轮箱部分的有级式自动变速器(包括AMT、AT和DCT等)、行星排和减速齿轮；二级模块的控制系统包括BMS、ECU、GCU、CCU、MCU、TCU和VCU，分别表示电池管理系统、发动机电子控制单元、发电机控制器、离合器控制单元、电机控制器、变速器控制系统和整车控制

电池管理系统在电动汽车中的应用

第23卷第3期 2010年6月 山东科学SHANDONG SCIENCE Vol．23No．3Jun．2010 收稿日期：2010- 04-15作者简介：于良杰（1977-），男，工程师，从事实时系统，汽车电子的研究。E- mail ：embedlinux@126．com 文章编号：1002-4026（2010）03-0087-05电池管理系统在电动汽车中的应用 于良杰1，乔昕2，张许峰2，邓楠 2（1．山东省科学院自动化研究所，山东省汽车电子技术重点实验室，山东济南250014； 2．北京尚能联创科技有限公司北京10029） 摘要：本文介绍了电池管理系统（Battery Management System ）的发展以及应用在电动汽车中所面临的前端数 据采集、电池均衡管理、SOC 电量计量、实时通信以及电池绝缘监测等关键问题。 关键词：电动汽车；电池管理系统 中图分类号：U468．3文献标识码：B 随着人们环保意识的增强以及能源的日趋紧张，电动汽车受到国家和民众的广泛关注。电动汽车是全部或者部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，因此，电池系统作为电动汽车的动力系统在整个电动汽车 的研究和发展中具有举足轻重的作用。电池系统一般分为电池和电池管理系统两个部分。就电池而言， 铅酸、镍氢、锂离子或锂聚合物电池在电动汽车的研究中都有应用。锂离子电池由于其比能量大、放电电压高、循环寿命长、无记忆效应、具有快速充电能力、自放电速率小、具有多种安全保护措施、密封良好，无泄漏现 象、 环保等众多优点，使得其在未来电动汽车中的应用前景非常广阔。就电池管理系统而言，在锂离子电池被广泛关注之前，已经有学者针对铅酸和镍氢电池开展了电池管理系统的研究，这些研究包括数据采集、SOC 估算、实时通信、均衡、绝缘监测等。由于锂离子物理特性相当活跃，过充、过放更容易对锂离子电池带来损坏，这就对电池保护系统的性能提出了更高的要求。一个好的电池管理系统可以确保车辆的行驶安全、增加电池使用寿命、提供给驾驶员有用的信息、减少能源消耗等，是电动汽车的一个重要组成部分。 国外对电池管理系统的研究已经有几十年了，并取得了一定的成果。我国对电动汽车电池管理系统的研究还处于起步阶段，目前清华大学、北京理工大学、同济大学、北京航天航空大学在电动汽车的电池管理系统上取得了一定的研究成果，并应用于奥运大巴的项目中。 总的来说，电池管理系统按照实现方式可以分为两大类：一类是基于芯片的电池管理系统；另一类是基 于分立式器件的电池管理系统。基于芯片的电池管理系统一般将前端采集电路、 均衡电路以及电量计量算法、通讯功能等集成在芯片中，辅以外围电路完成对电池的管理功能，如德州仪器在电池管理IC 领域的bq 系列芯片［1－2］，凹凸科技的OZ890电池管理芯片［3］等，具有更小的体积、更高的集成度等优势；基于分立器件的电池管理系统，有基于纯硬件和基于软硬件协调工作的解决方案，而软硬件协调工作方案由于实现更灵活、功能更完善，被广泛采用，如各院校和科研单位开发的电池管理系统、北京市中天荣泰科技有限公司的智能电池管理系统等，分立器件方案在产品设计的灵活性上占有一定优势。 无论是采用芯片还是采用分立器件搭建系统，都要面临一些电池管理系统需要解决的关键问题，而这些问题也被国内外学者广泛的研究，他们包括前端数据采集、数据存储、保护功能、均衡管理、电池健康状态、电量计量和实时通信，针对不同的应用需求可能还需要内置充电管理、后备态管理、绝缘监测等功能，其结构见

纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计

纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计 摘要：动力电池包作为纯电动汽车的唯一动力源，承受着电池组等模块的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。在建立其有限元模型的基础上，分析了电池包结构在弯曲工况、紧急制动工况、高速转弯工况、垂直极限工况以及扭转工况下的强度、刚度。分析结果显示，在垂直极限工况下，电池包底板的受力情况最为恶劣，因此对原有模型做出了改进，改变底板加强筋的布置形式。经过相同工况的模拟，发现在力学性能提升的基础上，整体质量得以减轻，实现了轻量化的目标。 关键词：动力电池包有限元法静力分析优化设计 Abstract：As the only power source of pure electrical vehicle，the power battery pack bears the weight of several models such as the battery model. To ensure the safety,the pack’s strength and stiffness must meet the fundamental requirements. This paper mainly analyzed the strength and stiffness under different working conditons on the base of a finite element model. The rsult shows that and the corresponding stress and deformation graphs are obtained.The structure of the battery pack is improved after analyzing the causes of the stress concentration.Also, the performance of the new model is compared with the original one.The results show that the weight of the structure is reduced while the performance of the structure is improved, and the lightweight of the vehicle is realized. Keywords:power battery pack finite element method static structural analysis optimal design

纯电动汽车电池管理系统的设计说明书模板

纯电动汽车电池管理系统的设计说明 书

毕业设计说明书 纯电动汽车电池管理系统的设计 院、部: 学生姓名: 指导教师: 职称 专业: 班级: 完成时间: 摘要

随着经济的发展, 电力电子设备的更新速度更是突飞猛进, 然而传统的能源煤, 石油, 天然气的储量却在日渐减少, 这样带来的能源问题就引起了广大用户的关注, 作为生活中的重要组成部分, 汽车越来越被称为了生活得必须品,能源的减少引发了汽车动力的改革, 而以电能代替传统的汽油的汽车便走进了人们的视野中, 它污染小, 对周围的影响也小。电动汽车的主要特色就是它的电池工程, 而对电池的管理系统也就成了试下研究的热点。电池管理系统作为电动汽车上不可缺少的一部分, 在对电动车的电池管理, 充放电控制, 电池监控等方面有着很重要的作用。 本课题拟以中国长安纯电动汽车的设计要求和主体设计规划为蓝本, 设计一款以单片机作为主要控制器的电池管理系统, 实现对电池的综合检测管理的设计。主要包括电压检测、电流检测、充电检测、放点检测, 并针对性的设计外围CAN总线接口电路, 以方便上级控制系统和我们设计的电池管理系统有机结合。 关键字: 电动汽车, 充电管理, 锂电池

ABSTRACT With the development of economy, the updating speed of power electronic equipment is advancing by leaps and bounds. However, the traditional energy of coal, oil, natural gas reserves but in dwindling, energy problem has caused attention of the majority of users, as an important part of life, more and more vehicles is known to life necessities, energy reduction caused by the reform of the electric vehicle, and the electrical energy takes the place of the traditional gasoline car went into people's field of vision, it little pollution, influence on the surrounding is small. The main feature of electric car is its battery engineering, and the battery management system has become a hot spot for the study. As an indispensable part of electric vehicle, battery management system plays an important role in battery management, charge discharge control, battery monitoring and so on.. This paper intends to China Changan pure electric vehicle design

锂离子电池在电动汽车中的应用

锂离子电池在电动汽车中的应用 【摘要】：在环境污染日益严重、能源消耗日益加剧的今天，能源成为了我们迫切需要解决的问题之一。如今，新能源得到了人们的认同和推广,新能源汽车在汽车发展方向备受关注。近年来，锂离子电池已被研究人员用在电动车上作为动力能源，成为电动车发展的一个新趋势。相对以前的电池，锂离子电池中无镉、汞、铅三种元素，这与我们国家的可持续发展战略的要求相符合。本文介绍了锂离子电池在电动汽车中的应用、特点及原理。 【关键词】：新能源、锂离子、汽车、应用 近些年来，随着人们生活水平的提高及环境保护意识的的增强，人们都意识到能源是一个很值得关注的问题。出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的推动下得到了快速的发展，其中，纯电动汽车以其能真正实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向1。锂离子电池凭借其优良的性能成为新一代电动汽车的理想动力源，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池2。缺点是价格较贵、安全性较差。现已有的一些新型材料有：钴酸锂，锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等，他们很大程度上提高了锂离子电池的安全性。 1、锂离子蓄电池： 1.1 锂离子蓄电池作为动力电池的简介： 锂离子蓄电池是通过涂在电极上的活性材料存储和释放锂离子，即通过锂离子在电极活性材料上的脱附来存储电能。锂离子动力蓄电池分为单体电池、模块和系统等三个层次，将若干个锂离子蓄电池的单体电池组合成带有监测电路、电气和通讯接口及通风散热功能的蓄电池管理系统。动力蓄电池模块可由上百个单体电池串联及并联而成。串联的目的是提高蓄电池模块总电压，并联的目的是提高蓄电池模块容量3，将这些锂离子电池用在车上作为动力源成为电动汽车的一个重要发展方向，目前已经有公司致力于这方面的研究和推广，成效显著。 1.2 锂离子蓄电池的特点4： 锂离子电池有许多优越特性，比如高能量，较高的安全性，工作温度范围宽，工作电压平稳、贮存寿命长(相对其他的蓄电池)。从安全性来讲，锂离子电池要比其他蓄电池安全的多。特别是采取了控制措施后，锂离子电池的安全性有了很大的保证，电池经过过充、短路、穿刺、冲击等滥用实验，均无危险发生。锂离子电池与Cd-Ni，MH-Ni电池一样，可以快速充电，且无记忆效应，远比Cd-Ni 电池优越；它的自放电率远比MH-Ni电池低。从环境保护的角度看，世界环境保护组织早已把Cd、Hg、Pb三种元素列为有害物质。因此含有这三种元素的电池的使用受到了限制，特别是在欧洲，有些政府大幅度提高了某些电池的环境税，与之相比，锂离子电池则不存这些问题。当然，锂离子电池也有一些缺点，比如低温放电率不高，电池的价格也比较高等。 1.3 锂离子蓄电池的组成及工作原理： 锂离子电池一般由正极、负极和高分子隔膜构成。

一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真

一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真

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一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真 摘要：介绍了某纯电动轿车两种冷却系统设计方案，利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真软件建立整个电池组仿真模型，通过仿真和试验相结合的手段获取仿真模型中蒸发器等效模型的关键参数，从而进行高温工况下电池组散热情况的数值模拟，指导冷却系统方案设计。对比两组仿真结果，确定蒸发器分体式冷却方案对电池组的冷却效果明显优于集中式，且该冷却系统可以有效保证电池在高温环境下运行的稳定性，防止热失控现象的发生。 关键词：纯电动轿车；热管理系统；冷却；数值模拟 中图分类号：U469.72+2文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.01.08 动力电池作为新能源纯电动汽车的动力来源，在提高整车性能和降低成本方面都有至关重要的作用，其温度特性直接影响到纯电动汽车的性能、寿命和耐久性[1-2]。目前在电池容量受到限制的情况下，电池成组技术水平对电池系统的发展非常重要，而电池热管理系统作为电池成组技术的重要核心技术之一，对提高电池一致性以及保证整车安全性都至关重要。在夏季，电动汽车运行过程中，对电池的充放电会

伴随着大量热量的产生，如不及时散热，电池组内部温度会急剧上升，且温差不断加大，加剧电池内阻与容量的不一致性，甚至导致热失控，存在很大安全隐患。 电池组冷却系统的设计需采用系统化的设计方法，同时为节省研究成本，需要借助成熟CFD技术来完善对电池组热特性的准确评估与分析。 针对目前传统开放式冷却系统不能很好地满足电池组运行需求的现状，本文提出一种全封闭式冷却系统方案，利用蒸发器对电池组进行主动散热。通过CFD仿真对所设计的两种方案进行数值模拟，最终确定较优方案。 1 电池组冷却系统设计 1.1 电池组冷却系统 空气冷却按照冷却系统采用结构的不同，分为串行和并行两种方式；按照是否使用风扇，分为强制及自然两种冷却方式。 自然冷却无冷却风扇，冷却效果比较差。强制冷却主要利用冷却风扇进行冷却，由于其实现成本较低、散热效果较好、可靠性高等特点，目前新能源汽车主要采用此种方式对电池组进行冷却[3-4]。 某纯电动轿车冷却系统利用空气作为冷却介质对电池组进行冷却，电池组内部选用能量型三元材料动力电池，采用密闭式热管理系统，利用强制冷却方式对电池组进行冷

电动汽车的电池管理系统

电动汽车中的电池能量管理系统 一、前言 电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本； 其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。 二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能

电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行 驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能 电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能 电池能量管理系统随时参与整车检测工作，检测电池的工作状态，尤其对每只电池的技术状态进行检测分析，将检测的数据在车辆停驶，充电之前“通知”充电机，即“车与机”的对话。告诉充电机，电池组的工作状态及每只电池的技术状态，“落后”电池和“先进”电池性能差异。此时充电机应当采用什么样的充电模式给电

新能源汽车锂电池行业分析

新能源汽车锂电池行业分析报告 一、新能源汽车锂电池简介 目前，车用电池主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池以及燃料电池。铅酸电池已非常成熟，在电动自行车领域得到了大范围运用，镍氢电池刚进入成熟期，锂电池现也已进入产业化阶段，由于锂电池性能更优越，更符合插电式混合动力汽车以及纯电动汽车的要求，从中长期来看，锂电池将逐步实现对铅酸电池和镍氢电池的取代。 锂离子电池包括正极、负极、隔膜及电解液等四大材料。正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，约占锂离子电池电芯材料成本的 10%-20%左右。目前常用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂三种。 几种二次电池的综合性能对比 （4）燃料电池综合性能优异，是远期的发展方向。但技术尚不成熟，成本极高，大规模应用有待时日。由于燃料电池等下一代电池技术成熟为时尚早，镍氢电池和锂电池将长时间占据汽车动力电池的主流地位。

这几种二次电池的性能见下表： 二、中国电动汽车产业化概况 国内企业从事纯电动汽车研发、少量产业化生产与试运营的有东风、天津清源、北京理工科凌、比亚迪、万向等企业。2006 年，我国第一批纯电动轿车取得了产品准入公告，吸引更多企业加入蓄电池或纯动力汽车的研发或试运营，如咸阳威力克能源有限公司、博信电池（上海）有限公司、上海瑞华集团、深圳雷天绿色电动源有限公司、中信国安黄金有限公司、合肥工业大学等。东风公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一，开发了游览车、多功能车、工业专用车和高尔夫球车等 4大系列、近 20 个品种的纯电动车，包括东风纯电动轿车（EQ7160EV）、纯电动富康轿车（EQ7140EV）、纯电动客车（EQ6690EV）等。2003 年东风纯电动车实现商品化销售以来，已累计销售 1000 余台，进入行业前三甲。截止到 2005年 11 月，参与示范运营的东风纯电动小巴有 93 台。到 2010 年，东风电动车公司计划实现纯电动场地车销售 5000 辆的年产销量。 “十五”期间，国家 863 计划电动汽车重大专项项目中纯电动轿车研制点之一在天津汽车。天津市电动车辆研究中心与天津一汽产品开发中心联合众多汽车技术研究中心与大学资源，组建天津清源电动车辆有限责任公司，承担 863 计划重点项目“XL-2 纯电动轿车”研发工作，各项技术指标达到了国际先进水平，全车总重 1600公斤，最高时速达到 140 千米/小时，续驶里程超过 260 千米，0 千米/小时～50 千米/小时的加速时间 6.8 秒，被认为是国内水平最高又

电动汽车动力电池系统国标.

电动汽车动力电池系统国标 国标针对动力电池系统，建立了常规性能和功能要求——容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等，建立了安全防护要求——操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等，围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级，产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车，已基本上了构成了一个完整的体系。 一、构建标准体系 电动汽车早期的发展过程中，GB或GB/T国家标准的缺失在一定程度上造成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。仅依靠汽车行业的QC/T推荐标准作为一种参考，并不具有权威性和广泛性，整车企业和电池企业要么茫无头绪，要么各行其是、各执一词，缺乏一个统一的衡量标准。 随着2015年新版GB/T国家推荐标准的陆续发布，我国电动汽车产业围绕动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系，形成了行业的准入门槛，有利于行业的规发展和优胜劣汰。 新国标在2015年5月颁布(部分标准将在10月份或年底颁布)，与旧标准之间有一年的过渡期，从2016年开始，相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。新国标与工信部2015年3月发布的《汽车动力蓄电池行业规条件》一起，将 加速动力电池行业的洗牌，提高行业集中度水平。序号 1新标准旧标准31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环QC/T743-2006电动车用锂离子蓄电池 231485-2015电动汽车用动力蓄电池安全QC/T743-2006电动车用锂离子蓄电池

331486-2015电动汽车用动力蓄电池电性QC/T743-2006电动车用锂离子蓄电池 431467.1-2015电动汽车用锂离子动力蓄 1部分：高功率应用测试规程 531467.2-2015电动汽车用锂离子动力蓄 2部分：高能量应用测试规程 631467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄 3部分：安全性要求与测试方 718384.1—2015电动汽车安全要求第GB/T18384.1—2001电动汽车安全要求第1 部分：车载可充电储能系统 8部分：车载储能装置\\\18384.2—2015电动汽车安全要求第GB/T18384.2—2001电动汽车安全要求第2 部分：操作安全和故障防护部分：功能安全和故障防护 918384.3—2015电动汽车安全要求第GB/T18384.3—2001电动汽车安全要求第3 部分:人员触电防护部分:人员触电防护 \QC/T897-2011电动汽车用电池管理系统技术 条件10 在本人的另外一篇文章中，曾论述过动力电池系统的安全防护主要在于如何防止电能和化学能的非正常释放所造成的危险，相关容详见《动力电池系统安全分析和防护设计》一文。新版国标则完整的围绕电能和化学能的防护做了严格的规定，并明确了测试规，形成了较为完整的体系，从这方面来讲，产品安全设计与国标的检验要求，殊途同归。 标准 GB/T31485 GB/T31467 GB/T18384 GB/T18387防护目标化学能化学能电能电磁能层级单体/模组系统系统整车（涵盖电池系统）

电动汽车电池包散热加热设计

万方数据

?电动汽车电池包散热加热设计? 被动冷却／加热电池包。尽管空气是经过汽车空调（交流）或供暖系统冷却和加热的，但它仍然被 认为是一种被动系统（如图２）。运用这种被动系统，环境空气必须在一定温度范围（１０℃～３５℃）中才能正常进行热管理，在环境极冷或极热条件 下运行电池包可能会产生更大的不均匀。相关实 验也证明被动系统中，由于引入环境空气的温度不一致性，冷却加热电池包会导致电池包更大的不均匀性。 下面为空冷和液冷主被动系统示意图。 ?６? 图Ｉ被动冷却一外部空气流通 图２被动加热和冷却一内部空气流通 图３主动加热和冷却一外部和内部空气流通 图４被动冷却一液体循环 图５主动冷却／加热一液体循环 图６主动冷却／加热一液体循环 １．２散热系统 根据传热学理论，固体与气体，固体与液体接 触产生传热现象。气体的对流换热系数远远没有 液体的对流换热系数大，液体和固体接触对流换热能力更强。传热系数越大所交换的热量越多，换 热效果就越明显，因此要选择合适的传热介质。各 种传热现象的传热系数范围如表ｌ所示。 表Ｉ表面传热系数的一般范围 对流换热问题的类型 ｈ／［ｗ／（ｍ２ｋ）】 自然对流换热：气体 ２．２５液体 ５０．１０００强迫对流换热：气体 ２５．２５０液体 ５０．２５０００相变对流换热：沸腾 ２０００．５００００凝结 ２０００．１０００００ 使用液体作为传热介质，需要考虑导电性，安全性，还有密封性，以及以后的维修方便性，还要考虑到电池包整体的重量。相变材料（例如液 体石蜡）的传热蓄热能力最强，且在达到相变温 度时可以大量吸热或放热而不升温降温。通过选用合适的相变材料能够使电池单体有效地达到热平衡，很好地控制电池温度上下限，避免产生温度过高过低现象。但是考虑到材料的研发、制造成本等问题，目前最有效且最常用的还是采用空气作为散热介质。 目前多采用的空冷主要有并行和串行两种通风方式，如图７～图８所示。这就要求在电池包结构上设计相应导风口，尽量减小空气流动阻 力，保证气流的均匀性。 图７串行通风 图８并行通风 ．—（蜷）２０ １ ０．Ｎｏ．１． 万方数据

电动汽车电池管理系统(BMS)的研究

电动汽车电池管理系统的研究 摘要 在电动汽车中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分它对电动汽车的续航里程、加速能力和最大爬坡度都会产生直接的影响，由于蓄电池特性高度的非线性、结构的特殊性故容易导致电池寿命的缩短以致损坏。所以电池管理系统是电动汽车的必备重要部件，与电池系统、整车控制系统共同构成电动汽车的三大核心技术。它能保护电动汽车电池的安全可靠使用，发挥电池的能力和影响其使用寿命，通过一系列的管理和控制，从而保障了电动汽车的正常运行。目前,影响电动汽车推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题,延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一。为确保电池性能良好,延长电池使用寿命,必须对电池进行合理有效的管理和控制,为此,国内外均投入大量的人力物力开展广泛深入的研究。 关键词：电动汽车；电动汽车电池；电池管理系统；功能 目录

1前言 (3) 1.1本研究的意义 (3) 1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题 (3) 2电动汽车电池管理系统 (4) 2.1电池管理系统的运行模式 (4) 2.2电池管理系统的技术 (5) 3本文结论 (8) 参考文献 (9)

1前言 随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源的开发利用越来越被各国政府所重视。所以说随着各国対新能源汽车的推广，电动汽车会被越来越多的关注，电池系统是电动汽车的关键部件，由于电动汽车的显著特点和优势，各国都在发展电动汽车。根据汽车的使用特点，其实用的动力电池一般应具有比能量高、比功率大、自放电少、工作温度范围宽、能快速充电、使用寿命长和安全可靠等特点，因此，电池管理系统对电动汽车的性能起到了决定性的作用。 1.1本研究的意义 综合各国的电动汽车研究情况，可以发现共同存在的一个现象，即电池是整个电动汽车研究中出问题最多的部件。电动汽车用电池的使用性能和寿命远不能满足电动汽车运营的要求制约着电动汽车事业的发展。能源短缺和环境污染是现今世界汽车工业发展面临的两大挑战，因此开展新能源汽车的研究已经刻不容缓。虽然电池电动汽车有良好的前景，但目前技术门槛比较高尚未产业化，同时燃料电池的可靠性、寿命有待改进，氢气的基础设施有待建立，氢气的来源和供应有待解决。 本研究通过对电动汽车电池和电池管理系统的存在的问题，技术难题和前景来分析动力电池及其管理系统的现状和发展趋势。 1.2电池管理系统在国内外的发展概况及存在问题 近年来，我国的汽车行业发展迅速，已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国。但是我国的石油资源短缺，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，预计到2010年进口依存度将接近50%。因此大力发展新能源汽车，用电代油是保证我国能源安全的战略措施。因此大力发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要。 车用动力蓄电池是电动汽车产业化的关键。B电动汽车电池管理系统(BMS)是电动汽车中一个越来越重要的关键部分，近年来已经有了很大提高，但在采集数据的可靠性、SOC的估计精度、均衡技术和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。所以，大部分企业在电动汽车研制中曾遭遇尴尬，车用动力电池不仅是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈，而且是电动汽车价格居高不下的关键因素，其成本占整车成本的30%～50%。因此，动力BMS的性能对电动汽车使用成本、节能和安全性至关重要。 我国在这方面的研究还刚刚起步,即使美国等汽车工业发达国家的研制工作也不完善我国在“十五”期间设立电动汽车重大研究项目，积极推进BMS研究、开发和工程化应用，取得了一系列的成果和突破。在电动汽车领域，我国与发达国家的科技水平差距不是很大，决定电动汽车产业成熟度的关键因素是动力电池技术，目前中国企业在电

新能源电动车锂离子电池创业项目计划书

新能源电动车（锂离子电池）创业计划书

第一章执行总结 1.1 项目简介 在传统能源日趋紧张及环境危机的情况下,新型能源越来越成为人们关注和研究的热点。大容量锂离子电池是能够代替传统能源作为机械驱动的一种较成熟、可行的新型能源。本项目将同时生产制备工艺相近、市场关联度大、科技含量高、应用前景广阔的新能源器件：动力锂离子电池。拟建成日产3万Ah（年产900万Ah）动力锂离子电池生产线。 1.2 产品介绍 动力锂电池的特点是容量大、工作电压高、重量轻体积小、自放电率小、循环寿命长、环境友好、安全性能好等特点，其性价比高，在国内属领先水平。 1.3 市场分析 锂离子电池具有工作电压高、比能量高等其他二次电池所不具备的特点，使该产品几乎可以完全取代其他类型的二次电池而应用于包括民用、工业、交通、国防等各个领域，而具有广阔的国际国内市场 随着世界石油资源的日益枯竭，及对于环境造成的污染，汽车的动力源将不得不逐步摆脱石油资源的束缚而采用一些新的能源取代，这直接推动着汽车业的一次重大技术革命。该产品具有相当的技术优势，仍在市场孕育中。

1.4 营销策略 产品开始投入市场时，产品以高价格和高额的促销费用快速推向市场。定高价给消费者以质优价高的形象，高额的促销可以快速提高产品的知名度。 当产品成长到一定阶段： 1、提高产品的质量，增加产品规格。 2、进行品牌宣传推广。 3、适当降低价格，遏制竞争对手进入市场。 4、开发新产品。 5、拓展市场，对市场进一步进行细分，开发新的目标市场。 1.5 管理策略 我们的企业以创新求发展，同时不忽视夯实基础，建立一套高效完整科学的管理体系，用规则化、程序化、科学化来系统性的塑造和改变员工的行为，提高整体的组织能力，为创新提供孕育和发展的土壤。 第二章产品介绍 2.1 项目计划简介 2.1.1 项目建设意义 当今世界，石油资源日渐紧张，环境污染日趋严重，人们对以锂离子电池超级电容器等二次能源越来越重视。在大容