電池熱管理系統組成原理與檢修項目四任務1電池熱管理系統基本組成與原理一、溫度對電池性能的影響（一）溫度對動力電池放電性能的影響電池的內阻加大，電化學反應速度放慢，極化內阻迅速增加，放電容量和放電性能下降，電池的功率和能量輸出受到影響。電池的放電性能則會有所上升。當溫度較高時當溫度過低時一、溫度對電池性能的影響（二）溫度對動力電池充電性能的影響在過低溫度下對動力電池充電時，可能會導致電壓的迅速上升，引發瞬間過充電的現象。當溫度過低時鋰離子電池在低溫充電時，正極鋰離子脫出快，負極鋰離子向內部的嵌入速度相對較慢，鋰金屬在電極表面積累生成枝晶，進而導致電池短路。鋰離子電池鎳氫電池在低溫充電時，儲氫負極對氫的吸收速度變慢，氫來不及被儲氫合金吸收，就可能會形成氫氣，增大電池內壓，從而影響電池的安全性能。鎳氫電池一、溫度對電池性能的影響（三）溫度對荷電保持能力的影響電池的各種化學反應速度加快，自放電加大，儲存過程中電池的容量損失也會變大。隨著溫度升高因此為避免儲存時電極發生鈍化或腐蝕，使電池性能降低，一般電池在儲存時需負荷一定的電量，并對儲存的環境溫度也有一定限制。一、溫度對電池性能的影響（四）溫度對電池循環壽命的影響電池容量的衰減速度將增快,而長期在高溫條件下工作也將影響電池的循環壽命。當溫度過高時（五）溫度對SOC的影響在同樣的充放電條件下，電池的溫度越高，SOC差異越大。如果電池組內溫度分布不均勻，將會導致充電效率不一樣，而由于電池容量的差異，一部分電池很容易產生過充電。相應地在放電過程中,這一部分電池則容易產生過放電。一、溫度對電池性能的影響（六）溫度對安全性的影響溫度升高會使物質腐蝕速度加快，到一定溫度會使電極物質、隔膜、電解液等發生分解，從而引發安全隱患。溫度升高生產制造環節的缺陷或使用過程中的不當操作等，會造成電池局部過熱，并進而引起連鎖放熱反應，最終造成煙霧、起火甚至爆炸等嚴重的熱失控事件。此外，過高的溫度對動力電池的絕緣性能也會產生影響。二、電池熱管理系統的功能（六）溫度對安全性的影響動力電池熱管理系統是通過導熱介質、測控單元和溫控設備構成的閉環調節系統，其作用是使動力電池工作在合適的溫度范圍之內，以維持其最佳的使用狀態，保證電池系統的性能和壽命。監測電池溫度的準確測量和監控。加熱冷卻電池組溫度過高時的有效散熱和通風，防止因電池效能下降引起冒煙等熱失控事故。低溫條件下的快速加熱，確保低溫下充、放電性能和安全性。通風在有害氣體產生時的有效通風。均衡均勻分布電池組內部各區域電池的溫度，減小溫度差異，避免局部高溫造成該區域的電池過快衰減,提高電池組整體壽命。三、電池熱管理系統的類型（一）動力電池冷卻系統1、液冷式冷卻系統動力電池的液冷式冷卻系統是指冷卻液直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態流體的循環流動把電池包內產生的熱量帶走以達到散熱效果的一種系統。三、電池熱管理系統的類型（一）動力電池冷卻系統2、風冷式冷卻系統風冷是以低溫空氣為介質，利用熱對流降低電池溫度的一種散熱方式，風冷式冷卻系統又可分為自然風冷和強制風冷兩種類型。三、電池熱管理系統的類型（一）動力電池冷卻系統2、風冷式冷卻系統風冷是以低溫空氣為介質，利用熱對流降低電池溫度的一種散熱方式，風冷式冷卻系統又可分為自然風冷和強制風冷兩種類型。一種是直接將常溫空氣引入電池包內部另一種是空氣經空調冷卻系統降溫,再流向動力電池箱體內部進行散熱冷卻三、電池熱管理系統的類型（一）動力電池冷卻系統3、直冷式冷卻系統直冷系統是利用冷空調系統制冷劑作為換熱媒介直接對動力電池進行冷卻的一種高效冷卻系統。它主要由壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器和高壓管組成三、電池熱管理系統的類型（二）動力電池加熱系統1、普通電阻絲加熱系統普通電阻絲加熱是以鎳鎘合金或鐵鉻鋁合金作為加熱材料，同時以耐高溫、耐高壓、強度好、密封性好的聚酰亞胺作為絕緣包覆層對電阻絲進行絕緣、密封、抗腐保護，所組裝成的加熱器通常稱為電加熱膜式加熱器。三、電池熱管理系統的類型（二）動力電池加熱系統2、正溫度系數電阻絲(PTC)加熱系統正溫度系數電阻絲(PTC)材料具備電阻值隨溫度升高而增大的特性。因此，以PTC材料作為加熱源即可實現自動恒溫加熱的效果。PTC與導熱金屬板所組裝成的熱源器通常稱為PTC加熱器。三、電池熱管理系統的類型（二）動力電池加熱系統3、液熱式加熱系統液熱式加熱是在外部或電池箱內將液體加熱，使加熱的液體流經動力電池表面對動力電池進行升溫保溫的加熱方式，常采用乙二醇水溶液作為加熱液體。三、電池熱管理系統的類型（二）動力電池加熱系統3、液熱式加熱系統液體有較好的保溫作用，電池組充電或放電一段時間后液體溫度已經上升到足夠高的溫度，車輛運行中停駐幾小時，不會由于電池組溫度很快下降而影響再次行駛。電池組溫度一致性高,一般可以控制在3℃以內。優點2優點3加熱或冷卻的效率比較高。優點1四、電池熱管理系統組成與工作原理（一）液冷式冷卻系統組成及工作原理液冷式動力電池冷卻系統通常由被動式液冷和主動式液冷兩部分組成。被動式液冷部分組成：儲液罐電池熱管理水泵板式交換器電池冷卻管路四、電池熱管理系統組成與工作原理（一）液冷式冷卻系統組成及工作原理主動式液冷工作過程：壓縮機在電動機帶動下開始工作，驅使制冷劑R134a在密封的空調系統中循環流動，壓縮機將氣態制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體后排出壓縮機。1高溫高壓制冷劑氣體經管路流入冷凝器后，在冷凝器內散熱、降溫，冷凝成中溫高壓的氣液態制冷劑流出，再經干燥瓶形成中溫高壓的液態制冷劑。2中溫高壓液態制冷劑經膨脹閥節流,狀態發生急劇變化，變成低溫低壓的氣液態制冷劑。3低溫低壓的氣液態制冷劑進入集成了蒸發器的板式交換器內，并在其中利用蒸發器的汽化吸熱，吸收流經板式交換器的電池冷卻液熱量，使電池冷卻液溫度降低，電池冷卻液在電池水泵的帶動下流入電池箱體，從而冷卻電池，而制冷劑本身因吸收了熱量而蒸發變成低溫低壓的氣態制冷劑。4低溫低壓的氣態制冷劑經管路被壓縮機吸入,進入壓縮機,進入下一個循環。5四、電池熱管理系統組成與工作原理（二）液熱式加熱系統組成及工作原理儲液罐電池熱管理水泵板式交換器四通水閥暖風水泵PTC水加熱器冷卻管路液熱式加熱系統四、電池熱管理系統組成與工作原理（二）液熱式加熱系統組成及工作原理液態加熱是最為常見的加熱方式，具有較好的可控性。液熱式加熱系統主要由儲液罐、電池熱管理水泵、板式交換器、四通水閥、暖風水泵、PTC水加熱器和冷卻管路組成,任務2典型電池熱管理系統組成與檢修（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統組成和原理比亞迪E5電池冷卻系統為液冷式冷卻系統，其主要有兩種工作模式，分別為被動式液冷模式和主動式液冷模式。比亞迪E5電池冷卻系統的組成儲液罐電子水泵動力電池包內冷卻管路進水口溫度傳感器板式換熱器電池電子膨脹閥空調制冷循環系統部件（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統組成和原理儲液罐、電子水泵、動力電池包內冷卻管路、板式換熱器以及動力電池包的進水口溫度傳感器為電池冷卻循環系統，也可稱為電池冷卻內循環系統，如圖中紅色部分所示。板式換熱器、電池電子膨脹閥及空調制冷循環系統部件(電動壓縮機、冷凝器/干燥器、溫度壓力傳感器、壓力傳感器)為電池制冷循環系統，也稱為電池冷卻外循環系統，如圖中藍色部分所示。（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統組成和原理右圖為比亞迪E5電池冷卻系統（三合一平臺）電子水泵（電池包冷卻水泵）的電路圖，從圖上可以看出，電池包的冷卻水泵工作電壓是由IG4提供的，并通過Eb13搭鐵。在電路正常的情況下，打開車輛電源開關，電池冷卻水泵就開始工作。但是，電池包冷卻水泵的控制和反饋是由空調控制器通過LIN進行的。（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、比亞迪E5電池冷卻系統組成和原理比亞迪E5電池冷卻系統的工作原理被動式液冷模式工作過程被動式液冷模式工作過程（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點2、比亞迪E5電池加熱系統組成和原理比亞迪E5電池加熱系統組成與工作原理（三合一平臺）比亞迪E5電池加熱系統組成與工作原理(四合一平臺)（一）比亞迪E5電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點3、比亞迪E5電池熱管理系統特點比亞迪E5電池熱管理系統具有電池冷卻和電池加熱的功能，分別具有如下工作特點：比亞迪E5的電池冷卻系統，無論是三合一平臺還是四合一平臺，其電池冷卻系統都是由電池循環系統和空調制冷循環系統組成的。液冷式冷卻系統比亞迪E5的電池加熱系統，無論是三合一平臺還是四合一平臺，都是采用PTC水加熱系統進行加熱的，但是加熱系統的工作循環方式存在差異。PTC水加熱系統（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統組成和原理特斯拉Model3電池冷卻系統為液冷式冷卻系統，對于電池和電池控制模塊的冷卻分別采用不同的循環。其組成和工作原理具體如下。特斯拉Model3電池冷卻系統組成（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統組成和原理流向控制閥和冷卻液泵位于儲液罐底部位置，所以儲液罐、流向控制閥、冷卻液泵和深冷器集成在一起，構成超級水壺。（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統組成和原理特斯拉Model3的流向控制閥是電子控制旋轉閥，英文縮寫為PDCV，主要由電子控制器和閥體組成。（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點1、特斯拉Model3電池冷卻系統組成和原理特斯拉Model3電池冷卻系統為主動液冷式冷卻系統，但HV電池包的冷卻和電池控制模塊（即變流系統）的冷卻循環系統是完全獨立的。特斯拉Model3電池冷卻系統工作原理（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點2、特斯拉Model3電池加熱系統組成和原理特斯拉Model3電池加熱系統是在電池冷卻循環系統和電池控制模塊冷卻循環系統的基礎上加驅動總成構成的。特斯拉Model3電池加熱系統組成（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點2、特斯拉Model3電池加熱系統組成和原理特斯拉Model3電池加熱系統是驅動總成給電池系統提供熱源的自加熱系統。特斯拉Model3電池加熱系統工作原理（二）特斯拉Model3電池熱管理系統一、典型車型電池熱管理系統組成與特點3、特斯拉Model3電池熱管理系統特點特斯拉Model3電池熱管理系統具有電池冷卻和電池加熱的功能，其具有如下工作特點。高度集成部件超級水壺的應用獨立的冷卻循環無PTC的加熱系統（一）基本檢查二、電池熱管理系統檢修基本檢查檢查電池儲液罐內冷卻液位是否在最高液位和最低液位之間。01020304檢查電池液冷卻系統主要部件。檢查電池熱管理系統相關器件插接器連接是否可靠，線束是否有破損檢查冷卻系統相關管路,查看是否存在裂紋、滲液和漏液等狀況。（二）在線檢測(初步診斷)二、電池熱管理系統檢修在汽車起動以后，連接診斷儀讀取電池管理系統和空調系統的相關數據流，根據數據流分析電池熱管理系統的工況，主要需要讀取的數據有：空調壓力溫度傳感器空調壓力傳感器PTC加熱器CAN-H和CANL動力電池溫度進水口溫度（三）冷卻液品質檢測二、電池熱管理系統檢修1、外觀檢查觀察冷卻液的外觀，辨別其氣味，進行直觀判別，冷卻液應透明、無異味、無沉淀。2、冷卻液冰點測試冰點檢測儀校準測量冷卻液冰點清潔放置（四）冷卻系統壓力檢測二、電池熱管理系統檢修電池液冷卻系統壓力的就車測試一般采用液冷卻系統壓力測試儀進行測試。確保車輛處于冷車狀態，拆卸儲液罐蓋，檢查冷卻液液位，不滿時要將其加滿；從測試套裝中，選擇與車型匹配的適配器，并安裝到車輛上；連接打氣泵至適配器上，并給冷卻系統打氣，觀察壓力表的指針，直到指針指到維修資料要求的規范值，并保持一定時間；觀察指示表的壓力顯示，并根據壓力變化判定冷卻系統故障，若檢測冷卻系統壓力異常，需及時檢修。（五）電池熱管理系統主要部件的電氣檢測