汽车动力电池热管理系统组成和工作原理（图解）

水冷式电池热管理系统结构和工作原理

采用水冷的动力蓄电池， 会设计有一套较为复杂的冷却回路， 如图 ３ -２ -９ 所示是水冷动力蓄电池热管理系统结构， 主要部件包括散热器、 膨胀阀、 电动水泵 （ 冷却液泵） 、 冷却液控制阀、 加热器和冷却管路， 以及相关的控制模块 （ ＶＣＵ、 ＢＭＳ 和空调控制模块） 等。

当动力蓄电池组温度过高时， 利用空调系统运行先对动力蓄电池组的冷却液进行降温， 再冷却动力蓄电池组；当动力蓄电池组温度过低时， 通过加热动力蓄电池组内的冷却液来让动力蓄电池组升温。需要注意的是， 整个动力蓄电池组的冷却液都是由电动水泵来让动力蓄电池组内冷却液保持循环的。

水冷动力蓄电池冷却系统优缺点

优点：

动力蓄电池平均能量效率高；动力蓄电池模块结构紧凑；冷却效果好；能集成动力蓄电池加热组件， 解决了在环境温度很低的情况下， 加热动力蓄电池的问题。

缺点：

系统复杂， 增加很多部件， 如电动水泵、 控制阀、 冷却液制冷器等， 成本增加。

电动水泵如图 ３ -２ -１０ 所示， 冷却液循环的动力元件， 对冷却液加压， 促使冷却液在冷却系统中循环， 带走系统散发的热量。

电子风扇如图 ３ -２ -１１ 所示， 与传统燃油汽车基本一致， 作用是提高流经散热器、 冷凝器的空气流速和流量， 以增强散热器的散热能力， 并冷却前机舱其他附件。

常规冷却控制

如图 ３- ２ -１２ 所示， 冷却液控制阀控制冷却液循环不经过空调系统， 对动力蓄电池进行常规冷却。

增强冷却控制

如图 ３ -２ -１３ 所示， 冷却液控制阀控制冷却液循环经过空调系统， 空调系统工作， 冷却液通过冷却液制冷器对动力蓄电池进行增强冷却。

加热控制

如图 ３ -２ -１４ 所示， 冷却液控制阀控制冷却液循环经过加热系统， 加热器加热冷却液， 对动力蓄电池进行加热。

风冷式电池热管理系统结构和工作原理

以丰田混合动力汽车为例， 介绍风冷式 ＨＶ 蓄电池热管理系统。

丰田混合动力汽车 ＨＶ 蓄电池热管理系统结构如图 ３ -２ -１５ 所示。

冷却风扇控制

ＨＶ 蓄电池装备有一个冷却风扇和冷却通风导管， ＢＭＳ 使用温度传感器探测 ＨＶ 蓄电池温度和空气温度， 根据温度信号， ＢＭＳ 通过 ＰＷＭ 脉冲信号来调节冷却风扇转速， ＨＶ 蓄电池组工作温度超出正常范围时， 系统启动 ＨＶ 蓄电池冷却风扇 （ 图 ３ -２ -１６） 。

冷却气流控制

冷却系统的进风口设计在后排乘客座椅的右侧， 如图 ３ -２ -１７ 所示。在ＨＶ 蓄电池温度较高时， 利用乘客舱内空调产生的冷空气对 ＨＶ 蓄电池组进行冷却；当环境温度较低时， 也会利用在低温情况下乘客舱内暖的空气对 ＨＶ 蓄电池组进行保温。

风冷 ＨＶ 蓄电池冷却空气流动如图 ３ -２ -１８ 所示。冷却空气通过后排座椅右侧的进气口管道流入， 并通过进气风道进入行李舱右边的 ＨＶ 蓄电池鼓风机总成， 冷却空气流过进气风道 （ 将鼓风机总成与 ＨＶ 蓄电池总成的右上表面相连接） 并流向 ＨＶ 蓄电池总成。冷却空气在 ＨＶ 蓄电池模块间从高处向低处流动。在对 ＨＶ 蓄电池模块进行冷却后， 从 ＨＶ 蓄电池总成底部右侧表面排出。

转自汽修邦