電池系統(tǒng)上的加熱系統(tǒng)

2019/11/14
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馬上就到冬天了,又到了各家電動汽車開始接受低溫的挑戰(zhàn)。威馬在電動汽車里面做的柴油加溫系統(tǒng)是一次比較有趣的實驗,更像是為了北方甚至是東北地區(qū)的用戶,而之前的初始版的熱管理(PTC 電加熱+柴油加溫電池包),主要是關注的電池。由于分析下來,冬季占用能量比較多的還是車主的取暖,同時更加符合北方車主需求,這幾天發(fā)布的新增柴油加溫座艙功能,直接為空調(diào)供熱,主要考慮采用燃料給乘員取暖,通過這些熱量換取使用電能取暖的方式,來解決冬季空調(diào)蠶食續(xù)航問題,遇上低溫下堵車,乘員使用熱空調(diào)越多,對應的減少能量消耗越明顯。

備注:這個柴油的獲取是個比較麻煩的事情,可能只有北方的用戶才會有準備去購買,對于只有冬天一段時間比較冷的南方客戶而言,這個東西就沒啥用,沒有人去想著準備柴油加進去

根據(jù)圖示來看,這套系統(tǒng)用的是基于水熱的系統(tǒng)來兼容考慮的。在電池加熱中,也可以充分使用這個輔助的燃料,設計上主要關注在低溫區(qū)段(-30 度~0 度):這個階段對于電池來說,能選用的策略并不多,通常的做法是通過 PTC 加熱冷卻液,如果采用了柴油加熱的方式,在最困難的這一段里面可以達到一個很好的效果。 在 0 度以上,隨著電池可以被活化比較快,放電或者充電的過程就可以加速電池的升溫以達到最佳的工作點。 這個方面都一樣。

在這個區(qū)段,目前提出來的幾種方法包括:

自加熱:采用內(nèi)置鎳片的方式,這種方法我們之前探討過

采用電驅(qū)動系統(tǒng)輔助:在 Denso 的嘗試在高壓端使用逆變器的震蕩方法,和后來在 tesla 里面都用過的辦法堵轉(zhuǎn)的辦法先發(fā)熱,然后采用加熱好的冷卻液傳導給電池表面

這個效果和電池大小,控制策略和低溫電池內(nèi)阻+驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)都有直接的關系。

之前保時捷給出的這張圖,它的 270kW 的快充功率是和電芯的溫度直接相關,在低溫下這個能接受的快充功率就直接下降很多(在 10°的時候往 100kW 方向走,低溫下進一步下探),加熱方法保時捷除了 PTC 以外也沒說太多

小結(jié):隨著 60kW 的快充功率往上提升到 120kW 和 150kW,對于冬天快充速度的加熱來說這個折損速度大了很多,這個問題又會成為一個階段性的熱點議題

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。