动力电池热管理系统及其设计流程介绍
动力电池的热管理系统及热管理方法 专利
动力电池的热管理系统及热管理方法专利随着电动汽车的普及，动力电池作为电动汽车的能源储存装置，其热管理系统及热管理方法显得尤为重要。
为了保障动力电池的安全性、稳定性和寿命，研究人员不断探索和创新动力电池的热管理系统及热管理方法。
本专利旨在通过优化热管理系统和方法，有效控制动力电池的温度，保证其在各种工况下都能正常运行，并延长动力电池的使用寿命。
一、动力电池的热管理系统本专利的核心在于设计一种热管理系统，该系统包括温度传感器、冷却装置、加热装置、控制模块等组件。
其中，温度传感器用于实时监测动力电池的温度变化，当温度超出设定范围时，控制模块将启动冷却装置或加热装置进行热管理。
冷却装置采用先进的液冷技术，能够迅速将动力电池的温度降低至安全范围；而加热装置则能够在寒冷环境下保持动力电池的适宜温度。
二、热管理方法除了热管理系统的设计，本专利还提出了一种热管理方法，该方法针对不同的工况进行温度控制。
具体而言，当电动汽车处于高温环境下行驶时，控制模块会及时启动冷却装置，通过散热片、冷却剂等方式将动力电池快速降温；而在寒冷环境下行驶时，加热装置则会根据温度传感器的反馈进行自动调节，保持动力电池的适宜温度。
通过这种巧妙的热管理方法，可以有效避免动力电池在特殊环境下受损。
三、本专利的创新之处本专利的热管理系统及热管理方法相较于现有技术具有以下几点创新之处：1. 多元化的热管理方式：本系统结合了冷却装置和加热装置两种方式，能够根据不同的工况灵活调控，并且能够实现快速响应，确保动力电池的安全性。
2. 智能化的控制模块：控制模块采用先进的智能化技术，能够根据温度传感器实时反馈进行智能调节，避免了传统热管理系统操作繁琐、反应迟缓的缺点。
3. 安全性和稳定性：通过本系统和方法的应用，能够有效控制动力电池的温度，避免了因高温或低温而导致的安全隐患，保证了动力电池的稳定运行。
四、结语本专利的热管理系统及热管理方法，为电动汽车行业的发展带来了重大的创新。
动力电池系统的热管理与散热技术研究
动力电池系统的热管理与散热技术研究动力电池是电动车辆中至关重要的组成部分，其稳定性和安全性对于整个车辆的性能和寿命至关重要。
由于动力电池在使用过程中会产生大量的热量，因此热管理与散热技术成为了动力电池系统研究的一个重要方向。
一、热管理的重要性动力电池在高电流充放电过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，就会导致电池温度升高，进而影响电池的性能和寿命。
过高的电池温度还可能引起电池的热失控、漏液、甚至起火爆炸等危险情况。
因此，热管理对于动力电池的安全运行和性能保持至关重要。
二、热管理的主要方法1. 热传导：通过增加电池模块与散热器的接触面积，提高热传导效率。
在设计电池模块时，可以增加散热片、散热管等散热元件，扩大热量的传导路径，提高热传导效率。
2. 热对流：通过流体对流的方式，将散热器上的热量迅速带走，实现动力电池的散热。
可以利用风扇、循环水等方式增加冷却空气或水流，提高散热效果。
3. 蓄冷材料：利用相变材料的特性，在电池温度较低时吸收热量，温度升高时释放热量，实现动力电池的温度调节。
相变材料具有高储能密度和可逆性的特点，能够在一定程度上缓解电池温升过程中的热冲击。
4. 温度监测与控制：通过传感器监测电池温度，利用控制算法对冷却系统进行实时控制，及时调节散热模块的工作状态，保持电池温度在安全范围内。
三、散热技术的研究进展目前，热管理与散热技术在动力电池系统中的应用已经取得了一些突破性进展。
例如，一些研究通过优化电池模块的堆叠方式和接触方式，提高了散热效率。
通过增加散热片、散热管等散热元件，扩大热传导路径，减小了电池模块的温度差异，提高了系统的热管理效果。
此外，一些研究还探索了新型的相变材料和热管技术在动力电池系统中的应用，取得了一定的成果。
四、未来发展趋势随着电动汽车市场的不断扩大，动力电池系统的研究也将不断取得新的突破。
未来的热管理与散热技术将更加注重实际应用和系统整合。
在提高散热效率的同时，还需要考虑成本、重量和体积等因素，寻求更加全面的解决方案。
【塔菲尔新能源】技术动力电池热管理系统组成及其设计流程
【塔菲尔新能源】技术动力电池热管理系统组成及其设计流程展开全文来源丨海基科技导读电池热效应问题会影响到整车的性能和循环寿命。
因此，做好热管理对电池的性能、寿命至整车行驶里程都十分重要。
本文将从电池热管理系统及设计流程、零部件类型及选型、热管理系统性能及验证等几个方面来和大家探讨。
动力电池是电动汽车的能量来源，在充放电过程中电池本身会伴随产生一定热量，从而导致温度上升，而温度升高会影响电池的很多工作特性参数，如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。
电池热效应问题也会影响到整车的性能和循环寿命。
因此，做好热管理对电池的性能、寿命至整车行驶里程都十分重要。
今天，小编就从电池热管理系统及设计流程、零部件类型及选型、热管理系统性能及验证等几个方面来和大家聊一聊。
动力电池热管理的必要性1、电池热量的产生由于电池阻抗的存在，在电池充放电过程中，电流通过电池导致电池内部产生热量。
另外，由于电池内部的电化学反应也会造成一定的生热量。
2、温度升高对电池寿命的影响温度的升高对电池的日历寿命和循环寿命都有影响。
从上面两个图可以看出，温度对电池的日历寿命有很大的影响。
同样的电芯，在环境温度23℃，6238天后电池的剩余容量为80%，但是电池在55℃的环境下，272天后电池的剩余容量已经达到80%。
温度升高32℃，电芯的日历寿命下降了95%以上。
因此，温度对日历寿命的影响极大，温度越高日历寿命衰退越严重。
从上面两个图可以看出，温度对电池的循环寿命也有很大的影响。
同一款电芯，当剩余容量为90%，25℃温度下输出容量为300kWh，而35℃温度下的输出容量仅为163kWh。
温度上升10℃ ，电芯的循环寿命下降了近50%。
由此可见，温度对电池的循环寿命有很大的影响。
因此，为了电池包性能的最优化，需要设计热管理系统确保各电芯工作在一个合理的温度范围内。
热管理系统的分类及介绍不同的热管理系统，零部件类型的结构不同、重量不同以及系统的成本不同和控制方式不同，使得系统所达到的性能也不相同。
动力电池企业的产品设计与研发流程
动力电池企业的产品设计与研发流程在现代社会，随着电动汽车的普及和需求的增加，动力电池作为电动汽车的核心部件，也越来越受到关注。
动力电池企业的产品设计与研发流程对于产品的质量和竞争力具有至关重要的影响。
本文将详细介绍动力电池企业的产品设计与研发流程，并探讨其关键步骤和技术要点。
一、市场调研与需求分析在动力电池产品设计与研发的初期阶段，市场调研与需求分析是至关重要的步骤。
企业需要通过调研市场，了解电动汽车市场的发展趋势、竞争对手的产品特点以及消费者需求的变化。
同时，针对不同的应用场景和用户需求，对动力电池的性能指标、工作温度范围、循环寿命等方面进行需求分析，为后续的产品设计提供指导。
二、电池系统设计与优化在需求分析的基础上，动力电池企业需要进行电池系统设计与优化。
首先是电池组的组装方式和外形设计，考虑到电池组与汽车的匹配以及空间限制，选择合适的形状和尺寸。
其次，根据电池性能指标和使用场景的需求，对电池的单体数量、电压、容量等进行优化，以提高整体系统的性能和能量密度。
三、电池材料的选择与研发动力电池的性能和寿命与所使用的材料密切相关，因此，材料的选择与研发成为产品设计与研发流程中的关键环节。
企业需要仔细选择电池正负极材料、电解液以及隔膜材料等，确保优化电池性能，并在材料研发过程中注重环境友好和可持续发展。
四、电池模组的设计与制造在电池系统设计与材料选择完成后，动力电池企业需要进行电池模组的设计与制造。
电池模组包括电池单体的组装和连接，以及电池管理系统的集成。
在设计过程中，需要考虑到电池模组的热管理、结构强度、安全性等因素，并选用合适的材料和工艺，以确保电池模组的稳定性和可靠性。
五、电池系统的测试与验证设计与制造完成后，动力电池企业需要对电池系统进行测试与验证。
这包括对电池系统进行性能测试、循环寿命测试、温度容忍度测试等，以确保产品的质量和性能满足设计要求。
同时，还需要进行安全性测试和可靠性测试，确保产品的安全性和长期稳定运行。
一文带你看懂动力电池热管理系统
一文带你看懂动力电池热管理系统如果电池的工作温度超出合理温度区间，不论是过热或过冷，都可能发生热失控，电池性能都会明显甚至急剧下降。
因此，电动汽车都会装备动力电池热管理系统，监测电池的工作温度等状况，出现异常时及时报警和处理。
动力电池热管理系统主要有冷却处理、加热升温、调整充放电策略三方面内容。
一、冷却处理高电压蓄电池的工作温度必须处于特定的范围内，才能确保容量和充电循环数等指标的理想寿命得以优化。
当电池温度较高时，利用冷却液循环、自然风吹散热、热泵空调等冷却方式，对电池进行冷却降温。
1.冷却液循环根据环境温度，可通过低温冷却器或连接在制冷剂循环回路上的热交换器，将高电压蓄电池的余热排出。
低温回路2的控制主要通过驱动高电压蓄电池冷却转换阀来完成。
高电压蓄电池冷却回路的散热器可将余热直接排放到环境中。
热交换器通过热交换器中所喷入或蒸发的制冷剂，对冷却液进行冷却。
随后，冷却后的冷却液提供给低温回路。
低温冷却回路如图所示：在通过充电装置供电插座对高电压蓄电池进行充电时，低温回路转换阀（Y73/2）在中等温度下切换到直流转换器和充电装置方向，并将电子装置的余热通过低温回路的散热器排出为此，风扇可根据冷却液温度分级开启。
当高电压蓄电池温度较低时，冷却液通过被高电压蓄电池冷却系统膨胀阀阻断的热交换器进行输送。
在这种情况下，高电压蓄电池的热容量被用于冷却直流转换器和充电装置的电子系统。
电动制冷剂压缩机将低温气态制冷剂从蒸发器中抽取，对其进行压缩，同时令其升温并输送到冷凝器中。
压缩后的高温制冷剂在冷凝器中通过流经的，或通过风扇马达所吸入的车外空气进行冷却。
当达到根据制冷剂压力所确定的露点后，制冷剂便会发生冷凝，并令其形态由气态变为液态。
随后，制冷剂流入储液罐(干燥器)。
在流过储液罐时，制冷剂吸收潮气，蒸气气泡被析出，同时机械杂质会被滤除，以保护后续部件免受侵害，清洁后的制冷剂继续流向高电压蓄电池冷却膨胀阀。
在那里，处于高压下的液态制冷剂被喷入，或蒸发至高电压蓄电池冷却系统热交换器中。
动力锂电池热管理的液冷技术
动力锂电池热管理的液冷技术
动力锂电池热管理的液冷技术
动力锂电池热管理液冷技术是一种有效的解决方案，可以解决锂电池在高温环境下发生的过热问题。
本文将逐步介绍液冷技术的步骤。
第一步是选择合适的冷却介质。
液冷技术使用流体作为冷却介质，可以有效地吸收电池释放的热量。
常见的冷却介质包括热传导性能好的液体，如水和乙二醇溶液。
第二步是设计冷却系统。
冷却系统由冷却介质循环流动的管道和散热器组成。
管道可以将冷却介质引入电池组内部，通过吸收热量后带走电池的热量。
散热器则可以将冷却介质中的热量散发到外部环境中。
第三步是安装温度传感器。
温度传感器可以监测电池组的温度变化，实时反馈给冷却系统。
这样，冷却系统可以根据实际情况调整冷却介质的流量和温度，以达到最佳的冷却效果。
第四步是控制系统的设计。
控制系统通过与温度传感器的信息交互，可自动调整冷却系统的运行状态。
当电池组温度上升时，控制系统会增加冷却介质的流量和降低温度，以保持电池组的温度在合适的范围内。
第五步是测试和优化。
在实际应用中，需要进行大量的测试和优化，以确保液冷技术的效果和稳定性。
可以通过模拟高温环境和真实的工作负载来测试冷却系统的性能。
根据测试结果进行优化，如调整冷却介质的流量和温度等参数，以获得最佳的冷却效果。
综上所述，动力锂电池热管理液冷技术的步骤包括选择冷却介质、设计冷却系统、安装温度传感器、设计控制系统以及进行测试和优化。
这些步骤的完成可以确保锂电池在高温环境下保持适宜的工作温度，提高电池的寿命和安全性能。
动力电池热管理系统及其设计流程介绍
周 奕 王 英 黄晨 东 （ 上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部， 上海 ２ ０ １ ８ ０ ４ ）
【 摘要 】 从电池热管理系统、 热管理系统零部件类型、 电 池热管理系统设计流程、 热管理系统的零部件
选 型以及 热管理系统性能验证等几个 方面全面介绍 了动力 电池热管 理系统 。对动 力 电池 热管理 系统 的设计 工
［ ２ ］ 徐浩 ， 芮 执元 ， 王富强． 基于有 限元 的大型 摩擦 焊机 主
轴 箱优化设计［ Ｊ ］ ． 机械设计 与制造 ， ２ ０ １ ３ （ ３ ）： ｌ ｌ ４ － ｌ １ ６ ． ［ ３ ］ Ｍ． Ｐ ． Ｂ ｅ ｎ ｄ ｓ ｏ ｅ ， Ｏ． Ｓ ｉ ｇ ｍｕ ｎ ｄ ． Ｔ ｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ：ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ，
ｔ ｈｅ ｒ ｍａ ｌ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｙ ｒ ｐａ ｃ ｋ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｍａ ｎ — ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ．
作 有 一定 的 指 导 意 义 。
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｐ ａ ｃ ｋ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
008 动力电池热管理系统
从宏观上讲，动力电池热管理是对电池系统内部热环 境进行制约、调节和利用。其目的是为了使动力电池工作 在一个最佳的热环境，充分发挥电池的性能。同时，提供 一个能量平衡的环境，实现整车能量的综合利用。
具体而言，热管理就是在电池系统中温度过高时，对 系统进行降温；在温度过低时，对系统进行升温；在特殊 情况下，譬如停车等待过程中，要对系统进行保温。根据 热管理的不同应用场合和功能，分为冷却系统、加热系统 和保温系统。
由于高温可以加速电解液、电极和隔板的老化速率， 当电池组中温差较大时，高温部分的老化速率会明显快 于低温部分,随着时间的积累不同电池之间的物性差异将 越加明显，从而破坏了电池组的一致性，最终使整组电 池提前失效。为了避免上述情况发生就必须对动力电池 进行热管理。对动力电池的热管理主要是通过电池热管 理系统(Battery Thermal Management System， BTMS)来实 现的。
图8-7(a)和图8-7(b)为Ni/MH电池在不同温度下的 常规循环性能和工况循环性能。可以看出无论是常规寿命 实验还是工况寿命实验都以高温55℃温度条件下的容量衰 减最快。200次循环其放电容量就低于初始容量的60%。低 温0℃条件下的常规循环寿命实验中，放电容量的变化曲 线与常温条件下的相接近。
电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命 及使用成本的关键因素。电池热管理系统是应对电池的热 相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键 技术之一。
我们以锂离子电池热相关问题为例从三个方面进行讲 述。
首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能 量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生 衰减，在过低温度下（如低于0℃）对电池进行充电，则 可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发 短路。
电池热管理系统
电池热管理电池热管理概述电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS)是电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要功能（电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等）之一，通过导热介质、测控单元以及温控设备构成闭环调节系统，使动力电池工作在合适的温度范围之内，以维持其最佳的使用状态，用以保证电池系统的性能和寿命。
电池热管理重要性电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。
1)电池能量与功率性能：温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部短路。
2)电池的安全性：生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件。
3)电池使用寿命：电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。
动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命。
电池热管理系统是应对电池的热相关问题，主要功能包括：1)散热：在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2)预热：在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3)温度均衡：减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，以提高电池组整体寿命。
电池热管理方案电池热管理方案主要分为风冷与液冷两大类，主要侧重于防止电池过热方面：1.风冷该技术利用自然风或风机，在电池包一端加装散热风扇，另一端留出通风孔，使空气在电芯的缝隙间加速流动，带走电芯工作时产生的高热量。
风冷方案设计主要考虑电池系统结构的设计，风道，风扇的位置及功率的选择，风扇的控制策略等。
动力电池热管理方式
动力电池热管理方式
提供一份动力电池热管理方式的示例。
请注意，以下内容仅为虚构，旨在提供思路和参考。
一、主动液冷方式
采用主动液冷方式来管理动力电池的热量。
在电池组的周围布置液冷板，通过液冷板中流动的冷却剂来吸收电池产生的热量。
冷却剂通过冷却系统循环流动，不断把吸收的热量输送到散热器进行散热。
二、有源液冷方式
采用有源液冷方式，结合传感器和控制系统来监测和控制电池组的温度，实现动力电池的精确控温。
当电池组温度升高时，控制系统会发送指令，启动冷却系统，让冷却剂流动起来进行散热。
当电池组温度降低到设定范围时，冷却系统自动停止运行。
三、热导管方式
采用热导管来管理电池组的热量。
热导管通过材料内的热传导来将电池组产生的热量传递到冷却部件进行散热。
热导管具有高效的热传导特性，并且可以根据需要进行弯曲和定制，以适应电池组的形状和布局。
四、相变材料方式
在电池组的周围使用相变材料来管理热量。
相变材料具有在特定温度下吸收或释放热量的能力。
当电池组温度升高时，相变材料会吸收热量并发生相变，从而起到降低电池温度的作用。
当电池组温度降低时，相变材料会释放储存的热量，起到保持稳定温度的作用。
以上是动力电池热管理的几种方式示例。
在实际应用中，可以根据电池组的特点和需求选择适合的方式或结合多种方式进行综合管理，确保电池组的安全性和性能稳定性。
新能源整车热管理（三）：电池系统热管理
新能源整车热管理（三）：电池系统热管理动⼒电池作为新能源汽车的主要动⼒源，其对新能源汽车的重要性不⾔⽽喻。
在实际的车辆使⽤过程中，电池会的⾯临的使⽤⼯况复杂多变。
为了提⾼续航⾥程，车辆需要在⼀定的空间内布置尽可能多的电芯，因此车辆上电池包的空间⾮常有限。
电池在车辆运⾏过程中产⽣⼤量的热量且随着时间的累积在相对狭⼩的空间内内积聚。
由于电池包内电芯的密集堆放，也在⼀定程度上造成中间区域散热相对更困难，加剧了电芯间的温度不⼀致，其结果会降低电池的充放电效率，影响电池的功率；严重时还会导致热失控，影响系统的安全性和寿命。
动⼒电池的温度对其性能、寿命、安全性影响很⼤。
在低温下，锂离⼦电池会出现内阻增⼤、容量变⼩的现象，极端情况更会导致电解液冻结、电池⽆法放电等情况，电池系统低温性能受到很⼤影响，造成电动汽车动⼒输出性能衰减和续驶⾥程减少。
在低温⼯况下对新能源车辆进⾏充电时，⼀般BMS先将电池加热到适宜的温度再进⾏充电的操作。
如果处理不当，会导致瞬间的电压过充，造成内部短路，进⼀步有可能会发⽣冒烟、起⽕甚⾄爆炸的情况。
电动汽车电池系统低温充电安全问题在很⼤程度上制约了电动汽车在寒冷地区的推⼴。
电池热管理是BMS中的重要功能之⼀，主要是为了让电池组能够始终保持在⼀个合适的温度范围内进⾏⼯作，从⽽来维持电池组最佳的⼯作状态。
电池的热管理主要包括冷却、加热以及温度均衡等功能。
冷却和加热功能，主要是针对外部环境温度对电池可能造成的影响来进⾏相应的调整。
温度均衡则是⽤来减⼩电池组内部的温度差异，防⽌某⼀部分电池过热造成的快速衰减。
如表1所⽰，通常我们期望电池在20~35℃的温度范围内⼯作，这样能实现车辆最佳的功率输出和输⼊、最⼤的可⽤能量，以及最长的循环寿命。
表1 动⼒电池温度特性⼀般来说，动⼒电池的冷却模式主要分为风冷、液冷和直冷三⼤类。
风冷模式是利⽤⾃然风或者乘客舱内的制冷风流经电池的表⾯达到换热冷却的效果。
液冷⼀般使⽤独⽴的冷却液管路⽤来加热或冷却动⼒电池，⽬前此种⽅式是冷却的主流，如特斯拉和volt均采⽤此种冷却⽅式。
汽车动力电池热管理系统分析与设计
汽车动力电池热管理系统分析与设计【关键词】动力电池；动力电池热管理；冷却系统；加热系统；保温系统0 引言动力电池热管理（battery thermal management system， btms）是汽车动力电池系统的重要组成部分，它不仅对电池性能、寿命、安全等有重要影响，而且它是电动汽车整车热管理的重要组成部分，与整车热管理有着密不可分的关系。
随着电动汽车市场推广程度的逐渐深入，对电池系统热管理的要求也越来越高。
目前已有不少学者对动力电池热管理系统进行研究。
电池生热理论是电池热管理首先需要解决的问题，这个领域研究较早。
有关研究系统分析了电池散热能力的影响因素[1]。
有研究提出了btms的设计方法，并详细论述了各种散热系统，包括空冷系统、液冷系统、相变冷却、热管冷却和复合冷却等[2]。
但是，该研究仅仅讨论了各种冷却系统，并没有全面分析与探讨完善的热管理系统。
同样地，有些研究把问题焦点集中在电池散热上，包括散热结构设计、仿真分析等等[3-4]，很少有研究从总体上较全面的讨论动力电池热管理系统设计。
鉴于此，本论文对动力电池热管理进行系统分析，并对总体设计做一论述。
1 动力电池热管理系统结构与功能的分析从宏观上讲，动力电池热管理是对电池系统内部热环境进行控制、调节和利用。
其目的是为了使动力电池工作在一个最佳的热环境，充分发挥电池的性能。
同时，提供一个能量平衡的环境，实现整车能量的综合利用。
具体而言，热管理就是在电池系统中温度过高时，对系统进行降温；在温度过低时，对系统进行升温；在特殊情况下，譬如停车等待过程中，要对系统进行保温。
根据热管理的不同应用场合和功能，分为冷却系统、加热系统和保温系统。
1.1 冷却系统的基本构成与功能冷却系统是动力电池热管理系统中最重要的组成部分。
受制于目前技术瓶颈的限制，动力电池工作的温度环境要满足特定的要求。
譬如磷酸铁锂电池的一般环境温度为-20℃～60℃。
电池在充放电过程中会不断地产生热量，电池系统内部温度很容易超过这一范围，因此一般的电池系统都需要引入冷却系统。
动力电池热管理系统组成 原理
动力电池热管理系统组成原理1. 引言1.1 概述动力电池热管理系统是新能源汽车领域非常重要的一个组成部分。
随着电动汽车的普及和应用范围的扩大，动力电池在长时间工作过程中会产生大量的热量，如果不进行有效的热管理，将严重影响动力电池组的性能、寿命和安全。
因此，动力电池热管理系统就应运而生。
其主要功能是通过监测动力电池组各个温度点的温度变化情况，并根据实时数据与设定阈值进行比较来控制冷却系统和加热系统工作，以保持动力电池组在合适的温度范围内工作。
本文将介绍动力电池热管理系统的主要组成部分以及原理，希望通过深入了解该系统可以更好地认识其重要性，并为未来的应用展望提供一定参考。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
首先，在引言部分介绍了文章对于动力电池热管理系统概述及其重要性；接下来，在第二部分中详细阐述了该系统的主要组成部分；第三部分将深入探讨动力电池热管理系统的工作原理；在第四部分中，我们将通过实例案例进行具体分析，并对未来该系统的应用进行展望；最后，在结论部分对本文的主要观点进行总结并强调了动力电池热管理系统的重要性。
1.3 目的本文旨在介绍和解释动力电池热管理系统的组成和原理。
通过对该系统的深入了解，读者可以更好地认识到该系统在新能源汽车行业中的关键作用，并了解其对于保障动力电池组性能、寿命和安全方面所起到的重要作用。
同时，本文还将展望该系统未来发展方向及其在新能源汽车领域中可能具有的广泛应用前景。
以上为“1. 引言”部分内容。
2. 动力电池热管理系统组成2.1 系统概述动力电池热管理系统是一种用于控制和调节电池温度的系统，在电动汽车和混合动力汽车中起着至关重要的作用。
其主要目标是保持电池在一个适宜的工作温度范围内，以提高电池性能、延长寿命并确保安全可靠。
2.2 温度传感器与控制单元为了实现对动力电池温度的监测和控制，热管理系统通常配备了多个温度传感器以测量电池组各个部分的温度。
这些温度传感器可安装在电池组内部或外部，通过收集实时温度数据来帮助系统进行调节。
2024版新能源汽车电池热管理系统PPT课件
冷却系统设计与选
型
介绍适用于电池热管理系统的冷 却系统设计原则，包括冷却液选 择、冷却管道设计、散热器设计 等，以及冷却系统的选型建议。
04
电池热管理系统性能评价
Chapter
性能评价指标及方法
01
02
03
温度均匀性
散热效率
能耗
衡量电池组内温度分布的一致性， 通过温度传感器测量并计算温差。
评价热管理系统在特定条件下的 散热能力，通过对比实验和模拟 分析得出。
电池热管理系统重要性
电池性能与热环境关系 热管理系统对电池寿命和安全性的影响 提高新能源汽车整体性能的意义
课件目的与结构
课件目的
介绍新能源汽车电池热管理系统的 原理、设计及应用
课件结构
概述、热管理系统原理、设计方法 与实例、应用与展望
02
电池热管理系统基本原理
Chapter
电池工作原理及热特性
针对实验结果，分析热管理系统 的优缺点，提出改进建议。
温度均匀性分析 散热效率评价 能耗分析 结果讨论
根据实验数据绘制温度分布图， 评估热管理系统的温度均匀性。
根据功率计等设备采集的数据， 计算热管理系统的能耗并进行评 估。
05
新能源汽车电池热管理系统应 用案例
Chapter
纯电动汽车电池热管理系统应用
能量管理策略
探讨基于电池能量状态的控制策略，如SOC、 SOH等，用于优化电池的能量利用和延长电池寿 命。
关键部件设计与选型
传感器设计与选型
阐述适用于电池热管理系统的温 度传感器、电流传感器、电压传 感器等的设计与选型原则。
控制器设计与选型
探讨电池热管理系统控制器的设 计原则，包括控制算法、硬件电 路、软件编程等，以及控制器的 选型建议。
新能源客车动力电池热管理系统设计
新能源客车动力电池热管理系统设计摘要：随着时代以及汽车制造行业的快速进步，国内外的新能源客车也在不断进步，以应对日益严峻化的能源环境问题，新能源客车动力电池热管理设计也与之前的传统客车有了很大区别，不仅仅局限在能源的不同，还体现在电池包的散热等方面。
为了提高客车的燃料效率，减少温室气体的排放，提高客车安全性能，电池制造行业针对客车动力电池热管理系统进行了改进创新，以达到节能减排、安全高效的目的需求。
本文将围绕新能源客车所采用的动力电池热管理系统的设计进行分析探究，若有不妥之处，望各位专业人士批评指正。
关键词：新能源客车；动力电池；热管理系统；引言：在当今时代，随着我国的经济进入高质量的发展新阶段，我国客运行业也必然将会进入一个新的发展阶段，以满足人们日益增长的出行和交通安全的需求。
在这个背景下，不少地区也正在规划扩充客车的产能，尤其是在将可客运车转向新能源方面，如果客运车的产能可以得到充分的释放，那么新能源客车的动力电池热管理系统的设计也必然进入一个新的阶段。
传统的电池热管理设计在客车高速行驶、散热条件有限的情况下，热量会迅速大量堆积，电池热容量处于临界的状态，就会发生自燃、爆炸等重大安全事故，严重危害道路行驶的安全，因此采用新的热管理系统的设计势在必行。
一、新能源客车发展历程新能源汽车泛指主要驱动力不是依靠传统的石油内燃机的车型种类，它最大的特点就是采用了电机为客车行驶提供动力，以电池取代传统的石油内燃机，电池的充电方式可以是太阳能、化学能等。
新能源电动客车最早的雏形诞生在19世纪中期，经历两代人的接力完成，造就世界上第一辆电动车。
我国的新能源客车发展的历史比较短，起点比较晚，一直到20世纪六十年代，石油危机的出现使人们渐渐将目光转移到新能源电动客车的研制上，在这之前，内燃机的出现和发展，以及燃油车相比于电动车所具有的燃料携带方便、行驶里程较远、动力充足等的优点，使得纯电动车的发展遇到了发展的阻碍，渐渐退出人们的视野。
动力电池系统开发总流程
十年
《模、夹、检、工装清单》
研发部
研发部及相关部门
十年
《零件材质及全尺寸报告》
研发部
研发部及相关部门
十年
8附 录
附表一PACK开发周期表
标识
工作事项
责任人
工作任务周期
1
项目输入
项目经理/系统
2天
1.1
初版SOR输入
系统工程师
0.5天
1.2
边界包洛输入
系统工程师
0.5天
1.3
SOR设计任务分解
5.2.6OTS阶段
此阶段为提供相关OTS资料文件，为批量生产准备工作阶段。
5.2.7PPAP阶段
为批量生产提供技术支持。
5.3PACK设计开发过程阶段周期表
PACK各阶段开发周期详细见：附表一
6相关文件
6.1《设计变更管理程序》
6.2《PACK过程设计规范》
6.3《4M变更管理程序》
6.4《手工样件试制及测试规范》
3.5DVP:设计验证计划
3.6SOR:技术要求
4.职责与权限
4.1项目管理部负责组建APQP小组，对整个新产品开发过程组织实施、协调、控制和管理。
4.2PACK集成部是设计与开发的主导部门，零部件DVP编制、负责产品开发设计、设计计算报告、DFMEA分析、CAE\CFD仿真等技术报告的编制。
4.3质量部负责产品设计和开发过程中，产品质量管理先期策划，产品质量管控。
PACK部及
相关部门
DVP测试报告
测试标定部
评审报告、技术协议、模具清单、检具清单、夹具清单、检具方案评审报告、零部件材质报告、零件首样全尺寸报告
研发部及
电动汽车动力蓄电池热管理系统 标准
电动汽车动力蓄电池热管理系统标准下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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锂离子动力电池包热管理系统研究与方案设计
第8期2019年4月No.8April，2019动力电池是全地形纯电动赛车唯一的动力源，工作性能的好坏直接影响整车的使用性能。
目前，全地形纯电动赛车使用最多的是锂离子动力电池，锂离子电池的性能受温度的影响很大。
当温度过高时，电池组的极化加剧、不可逆物质生成加快等，这些副反应会减少电池的使用寿命；电池组温度过低时，会导致电池组内阻增加、充放电容量减少等，影响电池的使用寿命和车辆的续航里程[1]。
因此，通过研究锂离子动力电池的生热机理，优化动力电池包的结构，并设计高效的热管理系统是非常必要。
1 锂离子电池生热机理锂电池在进行充放电时，电子和锂离子动作过程中产生的热量称为反应热，在可逆反应中，电池在充电和放电条件下，上述反应热是相等的，符号是相反[2-3]，记为Q r 。
根据熵增原理，在实际进行充放电时，上述情况是不可能发生的，所以还会有极化反应产生的极化反应热Q p ，过充过放引起的副反应，电解质分解及自放电生成的热量，记为Q s 。
电池内阻在充放电过程中产生的焦耳热Q j 。
在实际的充放电过程中将其生成的热量记为Q t ，则可有如下关系式：Q t =Q r +Q p +Q s +Q j （1）在实际充放电过程，由于电池管理系统作用，会防止电池出现过充、过放的现象，Q s 中的自放电因素热量生成量微乎其微，故Q s 可以忽略不计，另外可以利用等效极化内阻产生的热量代替极化热[4]，所以，电池充放电反应的生热量可以做进一步简化：Q t =Q r +I 2R（2） 式（2）中：R =Rz + Rp ，Rz 是电池本身的欧姆内阻。
电池内阻R 在充放电过程是不断变化的，这是因为电池的温度、电极活性物质及电解液的质量浓度都在不断地变化，放电深度的大小决定了在放电过程中电流密度的大小，电流密度的大小很大程度上决定了极化内阻的大小，所以可以利用放电深度来表达电池内阻[4]。
通过以上研究发现，锂离子电池只有工作在适合的温度范围才能使充放电性能、使用寿命、安全性能等最佳。
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上海汽车 2014. 06
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新能源汽车
图 10 产品开发流程示意图
图 11 电池热管理开发流程示意图
4 电池热管理系统的零部件选型
4． 1 冷却板选型 冷却板作为电池包水冷系统中最关键的零部
件之一，冷 却 板 的 选 型 至 关 重 要。 冷 却 板 的 选 型 必须满足如下要求： 冷却板的压降必须满足客户 要求； 冷却水流动的一致性要求； 爆破压力要求； 冷却板的机械要求； 冷却板必须通过振动和冲击 载荷测试； 冷却板必须满足公差要求以及空间尺 寸要求。 4． 2 风机选型
新能源汽车
动力电池热管理系统及其设计流程介绍
周 奕 王 英 黄晨东 （ 上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部，上海 201804）
【摘要】 从电池热管理系统、热管理系统零部件类型、电池热管理系统设计流程、热管理系统的零部件
选型以及热管理系统性能验证等几个方面全面介绍了动力电池热管理系统。对动力电池热管理系统的设计工 作有一定的指导意义。
参考文献
［1］ 谭晓军． 电动汽车动力电池管理系统设计［M］． 广州： 中山大学出版社，2011．
［2］ 陈世全． 先进电动汽车技术［M］． 北京： 化学工业出版 社，2013．
［3］ 方杰，王英，谢先宇 等． 新能源汽车动力电池系统测试 评价体系［J］． 上海汽车，2013（ 9） ： 11-15．
【关键词】 动力电池 热管理系统 零部件 汽车
doi： 10. 3969 / j. issn． 1007-4554． 2014． 06． 02
动力电池组作为混合动力汽车的主要储能元 件，直接影响到 HEV 的性能。由于充放电过程中 电池本身会产生一定热量，从而导致温度上升，而 温度升高会影响电池的很多特性参数，如内阻、电 压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。电池 热效应问题也会影响到 HEV 整车的性能和循环 寿命。因此，研究电池的散热问题，对保持电池组
空冷 / 水冷混合冷却系统具有系统紧凑、性能 好且低温环境下经济节能等优点。但是此系统复 杂、成本高、控制复杂且可靠性要求高。
图 9 直接空气冷却系统
在进行电池包热管理系统类型设计选择时， 需要考虑到 电 池 的 冷 却 性 能 需 求，结 合 整 车 的 性 能以及空间 大 小，系 统 的 稳 定 性 和 成 本 高 低 也 是 要考虑的因素。
电池的热管理系统开发首先必须明确客户的 需求以及对 电 芯 性 能 的 了 解，根 据 电 芯 特 点 和 整 车实际情况，确 认 电 池 的 冷 却 方 式 是 空 气 冷 却 还 是水冷却。 不 管 哪 种 冷 却 方 式，首 先 根 据 电 池 的 冷却负荷，确定满足需要的风量 / 水流量，然后对 设计进行一 系 列 的 验 证 计 算，计 算 满 足 设 计 要 求 后进行零部件的选型，确认供应商等一系列工作。 电池的热管理开发流程见图 11 所示。
［8］ 樊俊铃，郭杏林，吴承伟 等． 热像法和能量法快速评估 Q235 钢的疲劳性能［J］． 材料工程，2012（ 12） ： 71-76．
收稿日期： 2014 － 04 － 16
上海汽车 2014. 06
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新能源汽车
1、2 所示。
图 1 电池充电过程中的 能量平衡
图 2 电池放电过程中的 能量平衡
从表 2、图 4 可以看出，温度对电池的循环寿 命也有很 大 的 影 响。 同 一 款 电 芯，当 剩 余 容 量 为 90% ，25 ℃ 温度下输出容量为 300 kWh，而 35 ℃ 温度下的 输 出 容 量 仅 为 163 kWh。温 度 上 升 10 ℃ ，电芯的循环寿命下降了近 50% 。由此可见，温 度对电池的循环寿命有很大的影响。
图 6 低温散热器冷 却系统原理图
图 7 直接冷却水冷却系统
2． 4 空冷 /水冷混合冷却系统 空冷 /水冷混合冷 却 系 统 原 理 如 图 8 所 示。
空冷 /水冷混合冷却系统中有两个关键零部件： 一 个是水冷的 电 池 冷 却 器，另 一 个 是 空 冷 的 电 池 散 热器。
图 8 空冷 /水冷混合冷却系统
因此，为了电池包性能的最优化，需要热管理 系统使电池电芯工作在一个合理的温度范围内。
2 热管理系统及零部件类型介绍
图 3 温度对日历寿命的影响
不同的整车环境，不同的电池包类型，使用的 热管理系统及零部件类型也不尽相同。不同的热 管理系统，零部件类型的结构不同、重量不同以及 系统的成本 不 同 和 控 制 方 式 不 同，使 得 系 统 所 达 到的性能也不相同。下面将展开介绍不同类型的 热管理系统以及不同系统的优点、缺点及关注点。 2． 1 直冷系统
6 结语
电池的温 度 直 接 影 响 了 电 池 的 安 全 性，因 此 电池的热管理系统设计研究是电池系统设计中最 关键的工作之一。必须严格按照电池的热管理设 计流程、电池的热管理系统及零部件类型、热管理 系统的零部件选型及热管理系统的性能评估等多 个方面来进 行 电 池 系 统 热 管 理 的 设 计 和 验 证，才 能保证电池的性能和安全性。
［4］ Kodivalam S，Yang Ｒ J． Multidisplinary Design Optimization of a Vehicle System in a Scalable High Performance Computing En-
vironment［J］． Structural and Multidisciplinary Optimization，2004，26： 256-263．
［5］ 邓兆祥，高书娜，胡玉梅． 基于拓扑优化的轿车车身低 噪声设计［J］． 振动与冲击，2008，27（ 11） ： 168-172
［6］ 舒磊，方宗德，赵冠军． 驾驶室结构减振降噪的拓扑优 化设计［J］． 振动与冲击，2008，27（ 3） ： 113-116．
［7］ 王力，田晟，喻惠然． 基于 Optistruct 的整车试验台架结 构优化设计［J］． 汽车技术，2012，446（ 11） ： 46-49．
的性能和寿命有至关重要的作用。
1 动力电池热管理系统介绍
1． 1 电池热量的产生 由于电池阻抗的存在，在电池充放电过程中，
电流通过电池导致电池内部产生热量。原理如图
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
参考文献
［1］ 庞 剑，谌 刚，何 华． 汽 车 噪 声 与 振 动———理 论 与 应 用 ［M］． 北京： 北京理工大学出版社，2008．
电池空气 冷 却 的 关 键 零 部 件 之 一 为 风 机，风 机的选型直接影响电池包空冷系统的冷却效果。 风机的选型要求如下： 根据电池的热生成速率确 定空气流量； 满足每个模块的温升要求； 基于系统 所需空气流量以及系统的压降曲线选择满足要求 的风机，如图 12 所示。
5 电池热管理系统的性能评估
3 热管理系统的设计流程介绍
3． 1 产品开发流程 电池热管理系统的开发流程应与电池包开发
流程保持一致。热管理系统的设计贯穿于整个电 池包的设计过程中，在整车开发经过 A 样件、B 样 件、C 样件、D 样件以及最后的产品 5 个阶段，电池 热管 理 参 与 每 个 阶 段 的 设 计、更 改、试 制 以 及 验 证，具体流程见图 10。 3． 2 热管理开发流程
［2］ 徐浩，芮执元，王富强． 基于有限元的大型摩擦焊机主 轴箱优化设计［J］． 机械设计与制造，2013（ 3） ： 114-116．
［3］ M． P． Bendsoe，O． Sigmund． Topology optimization： theory， method and applications［M］． Germany： Springer，2003．
CFD 是电池热管理系统最有效的评估手段之 一。根据目 前 已 有 的 风 冷 和 水 冷 项 目 经 验，CFD
图 12 风机-管路性能曲线图
可以完成如下工作： 水冷系统冷却板的压降计算 以及冷却水流动一致性计算； 电池包热性能评估 计算； 电池包浸泡及浸泡恢复性能评估计算； 空气 冷却系统优化计算。
温度 /℃ 23 35 45 55
寿命 /天 6 238 1 790 670 272
表 2 90%剩余容量—
能量输出
温度 /℃ 25 30 35
能量输出 / kWh 300 235 163
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图 5 直冷系统原理图 上海汽车 2014散热器冷却系统 低温散热器冷却系统的原理图如图 6 所示。
低温散热器 冷 却 系 统 是 电 池 的 一 个 单 独 系 统，由 散热器、水 泵 和 加 热 器 组 成。 该 冷 却 系 统 具 有 系 统简单、成本低、低温环境下经济节能等优点。但 是此系统有着冷却性能低、夏天水温高、应用受天 气限制等缺点。 2． 3 直接冷却水冷却系统
直接冷却水冷却系统的原理图如图 7 所示。 直接冷却水 冷 却 系 统 具 有 系 统 紧 凑、冷 却 性 能 好 以及工业应用范围广等优点。但是此系统零部件 比直冷多、系统复杂、燃料经济性差且压缩机负荷 高。此类型的冷却系统是目前最常用的电池热管 理系统之一。
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上海汽车 2014. 06
直冷系统的原理图如图 5 所示。直冷系统具 有系统紧 凑、重 量 轻 以 及 性 能 好 的 优 点。 但 是 此 系统是一个双蒸发器系统、系统没有电池制热、没 有冷凝水保 护、制 冷 剂 温 度 不 易 控 制 且 制 冷 剂 系 统寿命差。
图 4 温度对循环寿命的影响
表 1 80%剩余容量—
日历时间关系
1． 2 温度升高对电池寿命的影响 温度的升高对电池的日历寿命和循环寿命都
有影响。本文引用了某家动力电池厂关于不同温 度对不同电芯的日历寿命的影响数据，如图 3、4 所示。具体数据如表 1、2 所示。