隨著國(guó)家新能源汽車戰(zhàn)略的深入推進(jìn),新能源汽車行業(yè)受到了越來(lái)越多的人關(guān)注。動(dòng)力電池作為新能源汽車的最關(guān)鍵部件,其安全性、壽命、續(xù)航、性能也成為廣大用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。為了提高電池的性能,延長(zhǎng)電池的使用壽命,增加車輛的續(xù)航,防止動(dòng)力電池出現(xiàn)安全性事故,電池的工作溫度就成為關(guān)鍵因素之一。
高低溫除了影響鋰離子電池壽命,危害電池安全性,除此以外,鋰離子電池內(nèi)部及電池系統(tǒng)電池之間的溫差也是影響動(dòng)力電池系統(tǒng)壽命的關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo),就需要良好的動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)。
眾所周知,動(dòng)力電池系統(tǒng)常用的熱管理系統(tǒng)主要有自然冷卻,風(fēng)冷,液冷,冷媒直冷。其中,自然冷卻主要靠電池系統(tǒng)箱體將熱量傳遞到周圍空氣,電池系統(tǒng)的溫差良好,效率差;風(fēng)冷主要靠抽取乘員艙的強(qiáng)對(duì)流空氣帶走電池產(chǎn)生的熱量,電池系統(tǒng)溫差一般,效率較自然冷卻有所提高,但是不能滿足電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求;液冷主要靠強(qiáng)對(duì)流冷卻液帶走電池產(chǎn)生的熱量,電池系統(tǒng)溫差良好,冷卻效率有大幅度提高;冷媒直冷主要靠空調(diào)工質(zhì)的相變把電池產(chǎn)生的熱量帶走,效率最高,但是對(duì)于高能量電池包溫差很難控制。由此可見(jiàn), 現(xiàn)階段電池系統(tǒng)熱管理最可靠,最高效的方式是液冷。
1.水冷板設(shè)計(jì)
為了解決用戶對(duì)續(xù)航的焦慮,現(xiàn)新開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)能量越來(lái)越大。加之整車廠對(duì)整車動(dòng)力性能和快充性能的要求,對(duì)電池系統(tǒng)熱管理提出更高的要求。其中冷板是熱管理系統(tǒng)熱量傳遞關(guān)鍵部件,其設(shè)計(jì)的好壞直接影響熱管理性能。
水冷板的設(shè)計(jì)主要根據(jù)電池的類型,電池系統(tǒng)整體的布置來(lái)確定,形式及其布置位置繁多,為了保證大能量電池包溫度均勻性,整個(gè)熱管理系統(tǒng)基本都采用多并聯(lián)支路設(shè)計(jì),冷卻流道越長(zhǎng),溫度均勻性控制越困難。
2.水冷板制造工藝
優(yōu)秀的水冷板設(shè)計(jì)需要可靠的制造工藝來(lái)保證,,現(xiàn)階段水冷板的制造方案主要集中有以下四種方式:
1)沖壓+釬焊
2)蛇形管+釬焊
3)蛇形管+高頻焊
4)擠出鋁型材+摩擦攪拌焊
這四種方式各有優(yōu)劣,從水冷板流道設(shè)計(jì)更靈活的角度來(lái)看,沖壓+釬焊的方式優(yōu)勢(shì)最為突出,又可以兼顧輕量化與成本的優(yōu)勢(shì)。
工藝流程如下:
為了防止在加工及運(yùn)輸過(guò)程中水冷板管道進(jìn)入殘?jiān)?,需要在?chǔ)存,運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)出水口防護(hù)套需要防護(hù)。
寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在動(dòng)力電池大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)分享了寧德時(shí)代在快充領(lǐng)域的最新發(fā)展。他透露,今年寧德時(shí)代某客戶的一款車型的快充效果將達(dá)到,充電不到10分鐘,續(xù)航超400公里。
億緯鋰能董事長(zhǎng)劉金成指出,從全社會(huì)使用成本的角度考慮,快充技術(shù)、快充網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是解決電動(dòng)車發(fā)展的最后一個(gè)瓶頸問(wèn)題??斐湎赂弑堵孰姵販厣吒?,水冷板制冷功率需要相應(yīng)提升。未來(lái)800V高壓快充水冷板趨勢(shì)將會(huì)是增加立式水冷版結(jié)構(gòu)置于電芯組之間,甚至在電池頂部也增加水冷板,水冷板的用量增加將帶來(lái)相關(guān)投資機(jī)遇。