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电池系统的加热系统

2019-11-20 11:36
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马上就到冬天了,又到了各家电动汽车开始接受低温的挑战。威马在电动汽车里面做的柴油加温系统是一次比较有趣的实验,更像是为了北方甚至是东北地区的用户,而之前的初始版的热管理(PTC 电加热+柴油加温电池包),主要是关注的电池。由于分析下来,冬季占用能量比较多的还是车主的取暖,同时更加符合北方车主需求,这几天发布的新增柴油加温座舱功能,直接为空调供热,主要考虑采用燃料给乘员取暖,通过这些热量换取使用电能取暖的方式,来解决冬季空调蚕食续航问题,遇上低温下堵车,乘员使用热空调越多,对应的减少能量消耗越明显。

备注:这个柴油的获取是个比较麻烦的事情,可能只有北方的用户才会有准备去购买,对于只有冬天一段时间比较冷的南方客户而言,这个东西就没啥用,没有人去想着准备柴油加进去

根据图示来看,这套系统用的是基于水热的系统来兼容考虑的。在电池加热中,也可以充分使用这个辅助的燃料,设计上主要关注在低温区段(-30 度~0 度):这个阶段对于电池来说,能选用的策略并不多,通常的做法是通过 PTC 加热冷却液,如果采用了柴油加热的方式,在最困难的这一段里面可以达到一个很好的效果。 在 0 度以上,随着电池可以被活化比较快,放电或者充电的过程就可以加速电池的升温以达到最佳的工作点。 这个方面都一样。

在这个区段,目前提出来的几种方法包括:

自加热:采用内置镍片的方式,这种方法我们之前探讨过

采用电驱动系统辅助:在 Denso 的尝试在高压端使用逆变器的震荡方法,和后来在 tesla 里面都用过的办法堵转的办法先发热,然后采用加热好的冷却液传导给电池表面

这个效果和电池大小,控制策略和低温电池内阻+驱动系统的参数都有直接的关系。

之前保时捷给出的这张图,它的 270kW 的快充功率是和电芯的温度直接相关,在低温下这个能接受的快充功率就直接下降很多(在 10°的时候往 100kW 方向走,低温下进一步下探),加热方法保时捷除了 PTC 以外也没说太多。

小结:随着 60kW 的快充功率往上提升到 120kW 和 150kW,对于冬天快充速度的加热来说这个折损速度大了很多,这个问题又会成为一个阶段性的热点议题

作者:朱玉龙

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