沃特玛-动力电池热管理系统设计及应用_2018.3.23

承担国家级和省市级政 府科技项目31项， 6项动力电池科技成果 被鉴定为国内先进水平。
测试 中心
项目 管理部
研发 中心
电池 研究院
动力 总成 研究院
产品 研究院
第二章 热管理概述
— 6—
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
A 动力电池热管理必要性 针对电池包内部热量聚积进行散热设计, 保证电池工作环境温度的一致性，提高电 池的使用寿命，有效降低热失控的风险。
沃特玛：新能源汽车动力电池系统领航者
研发技术
专利技术
搭载车辆
国内市场
3大研究院
2000余项
8万余辆
排名前三
◆ 沃特玛，中国沃特玛新能源汽车产业创新联盟理事长单位，国家高新技术企业和深圳市工业百强企业，股票代码
300116。
◆ 中国化学与物理电源行业协会权威统计，沃特玛位居2016中国动力电池前三强。
B 风冷系统原理
热对流 内
热传导 外
热对流
电风
翅
翅
风
池扇
片
片
扇
电池包内
电池包外
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
C 风冷系统设计 电池包风冷散热系统由内部风循环系统和外部风冷却系统构成，通过翅片散热 器实现电池热量由内而外传递，从而实现电池包有效散热和冷却。
ຫໍສະໝຸດ Baidu业介绍
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
C 仿真分析
针对电池包流道设计采用CFD仿真分析进行验证与优化，确保流道最优设计，
提升系统散热能力，降低电池温差，保证电池工作环境温度的一致性。
温度分布
流速分布
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
◆ 根据高工产业研究院（GGII）2017年1-9月全球动力电池出货量排名显示，沃特玛位列全球第四，中国第二。 ◆ 据高工产研统计，2017年沃特玛电池总装机量排名全国第三。
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
B 研发实力
专利技术
重大专项
截 至 2018 年 2 月 初 ， 已申请专利2105项， 其 中 发 明 专 利 698 项 ， 国际专利42项。
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
B 充放电温升 三个充放电循环路况测试，充电过程中电池温度升高，放电过程中电池温度降 低，整个过程，电池最高温控制在50℃以下，有效控制快充温升。
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
C 路试数据 三个充放电循环路况测试，电池温差有效控制在3℃以内，充电过程中SOC由 30%至充满电100%，耗时20min左右，满足2C快充需求。
充电时间
23min
21min
23min
谢谢！
流道设计 风扇、散热器设计、流道设计等 热管、液冷板设计、接触设计等 热管交换器设计、接触设计等
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
C 动力电池热管理系统设计流程
1
需求分析 设计目标
产热评估 物性测定
2
3
初步设计 CFD分析
样品试制 系统测试 系统优化
4
第三章 电池包风冷技术
D 测试验证 针对液冷系统进行两个循环3C充1C放温升测试，布置热电偶进行全程温度监 测，结果表明电池最高温控制在50℃以下，温差控制在3℃以内，效果良好。
第五章 热管理技术应用
— 23 —
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
A 风冷技术实车路况测试 针对所设计的电池包散热系统进行整车载重实际路况测试，以验证整车实际运 营时电池包散热系统的可靠性，测试结果表明该散热系统达成设计目标。
G 散热器设计
参数优化
调节翅片厚度，间距，高 度，提高翅片效率，减小 散热器自身重量。
工艺成熟
先挤出型材纵向方向的散 热片，再铲出横向的散热 片，工艺成熟，成本低廉， 生成成品率高。
易于安装
中间基板安装固定在电池 箱壁上，方便拆卸，易于 生产线大批量生产。
双面翅片
流动方向交错，最大程度 接近逆流，提高电池包内 外的传热温差。
温度分布
流速分布
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
F 风道设计 CFD仿真分析最佳风道，调整好电芯结构设计和布局，电池模组包膜独立形成 完整风道，确保这个电池模组和整个PACK的均温一致性。
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
充放电循环
Cycle 1
放电结束 充电结束
Cycle 2
放电结束 充电结束
Cycle 3
放电结束 充电结束
最低温
37℃ 47℃ 41℃ 54℃ 41℃ 50℃
最高温
39℃ 49℃ 43℃ 51℃ 43℃ 53℃
温差
2℃ 2℃ 2℃ 3℃ 2℃ 3℃
SOC
29% 100% 29% 100% 31% 100%
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
D 电池排布设计
针对圆柱形电池成组排布进行优化设计，采用顺排与叉排混合的排布方式，实
现高强度成组的同时集成散热风道，配合散热器可有效进行散热。
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
E 风道仿真 针对电池包风道设计采用CFD仿真分析进行验证与优化，确保风道最优设计， 提升系统散热能力，降低电池温差，保证电池工作环境温度的一致性。
电池包热管理系统主要功能：
◆ 电池温度的准确测量和监控； ◆ 电池包温度过高时，进行有效散热与冷却 ◆ 电池包温度过低时，进行保温与快速加热 ◆ 电池包内部温度场均匀分布
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
B 动力电池热管理系统分类
◆ 自然对流 ◆ 空冷+加热膜 ◆ 液冷+加热膜 ◆ 热泵循环+制冷循环
动力电池热管理系统设计及应用
成组技术研究所
吴施荣
为构建人类最佳居住环境而奋斗
01
企业介绍
目录
Contents
02
热管理系统概述
03
电池包风冷技术
04
电池包液冷技术
05
热管理技术应用
— 2—
第一章 企业介绍
— 3—
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
A 公司简介
第四章 电池包液冷技术
— 18 —
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
A 液冷系统原理
电 热 热传导
水 冷
池管
板
电池包
冷
蒸
冷
却
发
凝
器
器
器
空调系统
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
B 液冷系统设计 电池包液冷散热系统由高效导热热管和液冷板构成，热管将电池热量由模组内 部导出，再通过液冷板对流换热进行冷却，实现电池包有效散热。
— 10 —
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用
A 风冷散热系统适用性
安全
经济
节能
满足快充散热需求 降低热失控的风险 无冷却液泄漏风险
系统构成组件较少 系统配套成本较低 后期维护相对容易
无泵等耗能零部件 系统功耗相对较低 有效提供一定冷量
企业介绍
热管理系统概述 电池包风冷技术 电池包液冷技术 热管理技术应用