新能源汽车电池热管理系统-课件P讲义PT(演示稿)
新能源汽车能源管理系统课件
新能源汽车能源管理系统
• 混合动力燃料电池汽车和混合动力电动汽车，能 量转换装置通常有发电装置（发动机/发电机或燃 料电池）、功率变换器、动力传递装置、能量储 存装置、充放电装置等。
• 能量传递路线： • 一是由发电装置到车轮， • 二是由蓄电池到车轮， • 三是由发电装置到能量储存装置， • 四是由车轮到能量储存装置（能量回收）。
新能源汽车能源管理系统
二、纯电动汽车的能源管理系统
• 输入能源管理 系统电控单元 ECU的参数有 车辆运行状态 参数：行驶速 度、电动机功 率等；各电池 组的状态参数： 工作电压、放 电电流和电池 温度等；以及 车辆操纵状态： 制动、启动、 加速和减速等
新能源汽车能源管理系统
• 功能： • 能量管理系统采集从纯电动汽车各子系统通过传
和工作原理、特点、应用。 • 本章重点： • 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源变换装置和电动汽车
制动能量回收系统 • 本章难点：电动汽车的能源管理系统 • 教学内容要点：
新能源汽车能源管理系统
第一节 电动汽车的能源管理系统
• 定义： • 电动汽车能源管理系统是对动力系统能源转换装置的工作能量
新能源汽车能源管理系统
• 3、电池SOC的估计和故障诊断 • 动力电池组管理系统应具有对SOC的显示功能或
汽车在线可行驶里程显示功能，SOC的误差＜8%， 配备故障诊断专家系统，可以早期预报动力电池 组的故障和隐患。具有自检和诊断功能，以及高 抗干扰能力。
新能源汽车能源管理系统
• 1．电池管理系统 • 主要包括： • 动力电池组管理系统 • 热（温度）管理系统 • 高压电线线路管理系统
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图8-5 燃料电池汽车能源管理系统结构
• 2．混合动力汽车的能源管理系统 • （1）长安混合动力汽车的系统结构 • 该车的能源传递路线有四条: • 第1条路线为从四缸电喷发动机到轮胎； • 第2条路线为动力电池组到轮胎； • 第3条为从发电装置ISG到动力电池组； • 第4条路线为轮胎到动力电池组，在汽车下坡或制
• 能源管理策略主要包括功率分配策略、速比控
制和制动能量回馈策略三个组成部分。功率分配 是核心问题。只有三者紧密结合，才能降低燃料 消耗、延长燃料电池和蓄电池的使用寿命。
• 对于采用蓄电池的燃料电池汽车来说，能源管理 策略的主要任务为：
• ① 在不损害蓄电池的情况下，满足汽车动力性的 设计要求，保证统采集从纯电动汽车各子系统通过
传感器收集到的运行数据，完成下列功能：选择 电池的充电方案、显示蓄电池的荷电状态 （SOC）、监控蓄电池的动作、预测剩余行驶里 程、调节车灯亮度、调节车内温度以及回收再生 制动能量为蓄电池充电等。其中，电池管理系统 （BMS）是能量管理系统（EMS）中的一个主要 子系统，它处理蓄电池的显示、测量、预测和全 面管理等问题。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
• 教学目的和要求： • 了解电动汽车能源管理系统与辅助装置分类，
掌握组成、构造和工作原理、特点、应用。 • 本章重点： • 电动汽车的能源管理系统 、充电器、电源变换
2．电池管理系统的功能
• 显示荷电状态 （SOC）、提供电 池温度信息、电池高 温报警、电池性能异 常早期警报、显示电 解液状态、提供电池 老化信息、记录电池 关键数据。
电动汽车热泵和电池热管理系统部件解决方案-PPT
三花控股版权所有电动汽车热泵和电池热管理系统部件解决方案三花汽车零部件有限公司张荣荣博士2017年6月30日三花控股版权所有主要内容•电动汽车的热管理的要求•电动汽车热泵系统的特点•三花在电动汽车热泵系统领域的部件解决方案•三花在电动汽车电池热管理部件解决方案三花控股版权所有电动汽车的热管理的要求通过最少的能源消耗实现车内发热设备的正常运行和车内人员的舒适电池冷却电子设备冷却车厢温度和湿度调节驱动电机冷却发动机冷却传动系统冷却进排气系统冷却与热回收热管理系统的目的：热泵是实现电动汽车热管理优化的最佳手段如果管理这个复杂的热系统？三花控股版权所有电动汽车热泵系统的特点复杂多样电动汽车热泵系统家用热泵空调：•制冷、制热、除霜•工况简单车用热泵空调：•制冷、制热、除雾、除霜、除冰•设备热管理（余热回收）•工况复杂传统车用空调：•结构型式基本固定•零部件型式统一新型车用热泵：•结构型式不统一，无固定模式三花控股版权所有电动汽车热泵系统的特点家用空调热泵汽车空调热泵传统家用空调热泵内外换热器功能切换的模式不能满足汽车复杂的热管理的要求！三花控股版权所有电动汽车热泵系统的特点实现基本热泵功能的Nissan Leaf热泵系统简图典型车用热泵系统结构•蒸发器+室内冷凝器，室外换热器（冷凝器、蒸发器）车用热泵基本部件要求•三通（多通）冷媒切换阀和截止阀•宽温度工作范围和带截止功能的膨胀阀•可逆流动的室外换热器•气液分离器三花控股版权所有三花电动汽车空调热泵系统部件解决方案为客户定制化开发的热泵系统部件InteriorCondenserEvaporator 热泵室外换热器单向阀多通路阀电磁截止阀气液分离器电子膨胀阀球阀三花控股版权所有三花在电动汽车热泵系统领域的部件解决方案车用电子膨胀阀•精确的流量控制功能•具备总线通讯能力•具有故障反馈功能•极低的功率消耗•具备关闭功能•高耐久性三花电子膨胀阀于2014年开始批量生产。
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案二（电池位置不动，添加挡板）
24个 电 池 模 块 的 温 度 （ K)
24
长安杰勋
1
长安志翔
13
360
350
12
340
330
第 1-24组 电 池 升 温 情 况 第 9组 电 池
第 18组 电 池
320
恒通客车
310
300 0
100
200
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
优化方案一CFD分析结果
第三腔 第二腔 第一腔
5
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
长安杰勋
热管理系统原始方案整车实验验证 原始模型的CFD仿真分析 A样电池包优化方案 B样电池包优化方案
长安志翔
恒通客车
6
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
热管理系统原始方案整车实验验证
长安杰勋
长安志翔
恒通客车
试验在长安公司试验环境 舱中进行，按双方设定循环工 况试验，试验发现电池组温度 分布严重不均衡。
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
原始模型的CFD仿真分析
长安杰勋
长安志翔 恒通客车
在极限工况发热功率为1750W时 ，最高温度和最低温度温差 约33℃，变工况最大温差为17.2℃，远大于温差在5℃内的要求。
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案一（改变倾斜角度和电池的间距）
急加速急减速工况充放电电流（二）图
90
急加速急减速工况（二）
70
50
30
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(2024年)新能源汽车电池热管理系统PPT课件
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04
电池热管理系统性能评价
Chapter
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性能评价指标及方法
01
温度均匀性
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。
02
03
散热效率
能耗
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。
衡量热管理系统在运行过程中的 能量消耗，通过功率计等设备测 量。
确保燃料电池在适宜的温度范围内工作，提 高发电效率。同时，对产生的余热进行有效 管理，避免浪费。
插电式混合动力汽车
结合纯电动和混合动力汽车的特点，设计综 合热管理系统，实现能源的高效利用。
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06
电池热管理系统未来发展趋势 与挑战
Chapter
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未来发展趋势预测
电池组温度控制
01
通过先进的热管理系统，确保电池组在适宜的温度范围内工作
，提高电池效率和寿命。
热失控防护
02
采用热失控防护技术，避免电池过热引发安全问题。
能量Байду номын сангаас收
03
在制动或滑行过程中，通过能量回收系统将部分能量转化为热
能，为电池组提供辅助加热。
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混合动力汽车电池热管理系统应用
发动机余热利用
利用发动机的余热为电池组提供辅助加热，减少能耗 。
多热源管理
对发动机、电机和电池等多个热源进行有效管理，确 保系统高效运行。
冷却系统优化
针对混合动力汽车的特点，优化冷却系统设计，提高 散热效率。
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新能源汽车动力电池及电源管理 ppt课件
ppt课件
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车辆使用注意事项
• 每天出车前先检查电量是否正常（纯电动汽车是否充足 电），仪表显示是否正常，刹车性能是否良好，螺钉是否 松动等，有故障应及时修理排除，检查完成确定没有故障 时才能出车。
• 经常在凹凸不平的道路上行驶或经常负载运输，应每天检 查车身受力部位和重要焊接点，发现异常情况，应及时进 行修理。
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维护内容
• 检查动力电源系统的状态
• 检查管理系统的功能是否正常、
• 对电池进行充放维护
• 外观维护：
• 对电源系统的外观进行检查，如果有问题应及时排除，如果无法排除，请及 时与厂家联系。
• 检查电池包箱体是否完好，有无损坏或腐蚀
• 检查各紧固件螺栓、螺母是否松动
• 检查电池包之间的连接线是否松动
• 每次停车都必须关闭电源开关，拔下钥匙，将档位开关扳 至空挡位置，并将手刹拉起。
• 儿童在车内玩耍时要拔掉钥匙开关，以免造成危险。 • 充电应在儿童无法接触到的地方进行 • 因事故或其他原因造成起火时应立即关闭总电源开关
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电源系统的常规维护
• 常规维护时对影响电源使用过程中的安全隐患进行检查和 排除，避免发生危险性事故，通过制定常规的预防性维护 计划，可以更好地了解所使用电池的健康状况和终止寿命， 确定电池的更换或重点维护计划。常规维护一般每月进行 一次。
• 严格按照维修手册要 求进行维护和维修操 作。
• 拆检动力电池系统时 必须佩带绝缘手套。
• 所使用的工具必须具 有绝缘功能，如绝缘 扳手、绝缘旋具等。
• 维护和拆检前必定要 熟悉电路图
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能源汽车电池热管理系统
目前电池热管理系统的标准化程度较低，不同厂商之间的系统差异较大，不利于行业的发展。解决方案 是推动电池热管理系统的标准化工作，制定统一的标准和规范，促
04
在保证性能和安全性的前提下，尽可能降低热 管理系统的成本。
电池热管理系统的设计方法
01
02
03
液体冷却
通过液体（如冷却液、制 冷剂等）循环流动，将电 池产生的热量带走并散发 到环境中。
空气冷却
利用空气流动将电池产生 的热量带走，常见于自然 对流和强制对流两种方式。
相变材料冷却
利用相变材料在相变过程 中吸收大量热量，并通过 材料的特性将热量散发到 环境中。
能源汽车电池热管理系统
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目 录
• 能源汽车电池热管理概述 • 能源汽车电池热管理系统的工作
原理 • 能源汽车电池热管理系统的设计 • 能源汽车电池热管理系统的优化
与改进 • 能源汽车电池热管理系统的发展
趋势与展望
01
能源汽车电池热管理概述
电池热管理的定义
1 2
3
电池热管理
包括水泵、散热器、管道等，用于冷却液的循 环流动，将热量带走并散发到空气中。
电池组
能源汽车的动力来源，通过电池热管理系统进 行温度控制，保证电池的正常运行。
电池热管理系统的功能
温度控制
通过散热器和冷却液循环系统，将电 池组温度维持在适宜的工作范围内， 保证电池性能和寿命。
节能减排
适宜的温度环境有助于提高电池的充 放电性能、容量和寿命。
电池热管理系统在新能源汽车领域的应用前景
01
纯电动汽车
纯电动汽车是未来新能源汽车的主要发展方向，电池热管理系统在纯电
电动汽车动力电池及电源管理PPT(共 67张)
理、热管理等的实现方法
第7章 电动汽车电源管理系统 7.1动力电池管理系统功能及参数采集方法 7.2 动力电池电量管理系统 7.3 动力电池的均衡管理 7.4 动力电池的热管理 7.5 动力电池的电安全管理及数据通讯
7.1 动力电池管理系统功能及参数采集方法
组成：端电压传感器、继电器阵列、A/D转换芯片、光 耦、多路模拟开关
应用特点：所需要测量的电池单体电压较高而且对精 度要求也高的场合使用
单体电压采集方法
（2）恒流源法
组成：运放和场效应管组合构成减法运算恒流源电路 应用特点：结构较简单，共模抑制能力强，采集精度
高，具有很好的实用性。
使用场合 价格
普及程度
分流器
有
需插入主电路
直流、交流、 脉冲 无隔离
小信号放大、 需控制处理 小电流、控制
测量 较低
普及
互感器
无 开孔、导线传
入 交流
隔离
使用较简单 交流测量、电
网监控 低 普及
霍尔元件电流 传感器 无
开孔、导线传 入
直流、交流、 脉冲 隔离
使用简单
控制测量
较高 较普及
光纤传感器 无 -
单体电压采集方法
(5)线性光耦合放大电路采集法
应用特点：线性光耦合放大电路不仅具有很强的隔离 能力和抗干扰能力，还使模拟信号在传输过程中保持 较好线性度，电路相对较复杂，精度影响因素较多
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
电池温度采集方法
(1)热敏电阻采集法
原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特 性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分 压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模 数转换得到温度的数字信息。
电动汽车电池管理系统BMSPPT教学课件
基于线性光耦合元件TIL300的电池单体电压采集电路原理图
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电池温度采集方法
(1)热敏电阻采集法
原理：利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特 性，用一个定值电阻和热敏电阻串联起来构成一个分 压器，从而把温度的高低转化为电压信号，再通过模 数转换得到温度的数字信息。 特点：热敏电阻成本低，但线性度不好，而且制造误 差一般也比较大。
SOC
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Q M idt
0
t
QM
SOC估计常用的算法
(3)电池内阻法 电池内阻有交流内阻(常称交流阻抗)和直流内阻 之分，它们都与SOC有密切关系。准确测量电池 单体内阻比较困难，这是直流内阻法的缺点。在 某些电池管理系统中，内阻法与Ah计量法组合使 用来提高SOC估算的精度。
25
7.3 动力电池的均衡管理
1
掌握能量耗散型均衡管理
2
掌握非能量耗散型均衡管理
3
电池均衡管理系统应用中存在的问题
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引入
宝马公司 ActiveE 混合动力汽车即采用了由 Preh GmbH 公司提供的带有能量耗散式均衡 系统的 BMS。 均衡系统的目的是什么？
为了平衡电池组中单体电池的容量和能量差异，提高 电池组的能量利用率。
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电池温度采集方法
(2)热电偶采集法
原理：采集双金属体在不同温度下产生不同的热电动 势，通过查表得到温度的值。 特点：由于热电动势的值仅和材料有关，所以热电偶 的准确度很高。但是由于热电动势都是毫伏等级的信 号，所以需要放大，外部电路比较复杂。
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电池温度采集方法
(3)集成温度传感器采集法
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动力电池热管理系统的功能
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。
电动汽车结构与检修课件-3.4电动汽车动力蓄电池的热管理系统
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0.0710 0.0718 0.0719 0.0723 0.0727 0.0744 0.0754 0.0760 0.0768 0.0787 0.0807 0.0687 0.0706 0.0000
40
0.0700 0.0704 0.0705 0.0732 0.0720 0.0739 0.0740 0.0742 0.0755 0.0771 0.0784 0.0688 0.0709 0.0000
45
0.0000 0.0611 0.0609 0.0612 0.0614 0.0628 0.0637 0.0641 0.0648 0.0661 0.0678 0.0692 0.0712 0.0742
50
0.0000 0.0299 0.0299 0.0302 0.0302 0.0309 0.0315 0.0318 0.0320 0.0327 0.0334 0.0343 0.0354 0.0364
图3-41 低温散热器冷却系统原理图
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。
1. 冷却系统
（3）直接冷却水冷却系统（图3-42为直接冷却水冷却系统原理图）
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0.0000 0.0608 0.0608 0.0615 0.0615 0.0632 0.0641 0.0639 0.0648 0.0661 0.0682 0.0691 0.0714 0.0734
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0.0000 0.0602 0.0602 0.0608 0.0608 0.0622 0.0632 0.0636 0.0643 0.0657 0.0671 0.0688 0.0709 0.0731