基于充电时间短热量转换快的电动汽车动力电池热管理系统设计与检修

曹琴琴

(重庆市江南职业学校 重庆 402260)

一、市场调查与预测

新能源汽车是加快生态文明体制改革，建设美丽中国的重要支撑点，新能源汽车充电时间过长、电池热管理难度大等问题是当前电动汽车发展的攻坚点。目前，已经在单位设计模型，和汽修单位合作进行了新能源汽车热管理热管理系统快修实践，积累了维修经验，形成了系统维护快速检修服务资料。

长春一汽在新能源汽车热管理方面现已掌握国内领先技术，并已设计出两种车型——奔腾插电式混合动力轿车和奔腾纯电动轿车。一汽生产线生产能力为年产新能源汽车热管理10000辆。建立一汽新能源汽车热管理技术平台和核心零部件供应商体系，建立关键技术标准体系，掌握关键总成、部件的制造技术，使新能源汽车热管理在性能价格上，具备与跨国公司同类产品竞争的实力。

吉利汽车集团是中国十大汽车集团之一，在收购了沃尔沃之后，吉利更是如日中天，扬名海内外。在2011年上海新能源汽车热管理展，吉利汽车展出了基于熊猫平台打造的纯电动车型和基于帝豪平台打造的插电式混合动力车型。

比亚迪目前已有包括E6在内的数款电动汽车上市，且销量很好，但这多半是由于价格低廉，其技术含量其实仅是国内先进。比亚迪刚刚完成大裁员，进入“三年调整时期”，在此期间其科研能力也受到影响，几年内恐怕难以在新能源汽车热管理领域有所作为。

二、 技术与服务支持

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。

查看车辆自燃的案例，分析车辆自燃的原因并在Sketchfab三维网页平台的事故车辆模型中查找问题，通过车辆损伤分析，推测出该车自燃的原因是汽车动力电池热管理系统失控，散热故障（冷却器、水温传感器）；温度高于某数值后，风扇未工作。用思维导图总结车辆发生以上故障的现象和原因，认识到自燃受损车辆确实是因为动力电池热管理系统出现故障造成的，就算使用了内窥仪和仿真仍然没有办法维修。启发思考，充电时间的长与短与高压电池包温度过高、过低的联系，利用VR探究设备，对水温过高、水温过低、冷却液泄露进行勘察。通过车架号，在EPC系统查找车辆车系动力电池热管理系统结构和工作路线。利用EPC绘制该车高压电池包的热管理系统工作原理，在实物上进行冷却路线连接，巩固工作原理。利用仿真软件进行汽车动力电池热管理系统故障诊断步骤的学习，选择相应的工种和工具按照软件所提供的动力电池热管理系统进行排故，操作仿真软件，并进行规范知识的工单填写，最终生成仿真练习的成绩报告，并拍照上传到平台，形成数据。

从上面图片可以看出，温度对电池的日历寿命和充电时间有很大的影响。同样的电芯，在环境温度25℃，6338天后电池的剩余容量为 80.12%，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35℃，电芯的日历寿命下降了95.75%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。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。

三、项目团队

本项目核心成员为3人，其中3人为汽车运用与维修专业、第2人为新能源汽车维修专业。

所学专业：汽车专业。

业务分工：负责新能源汽车热管理系统设计及维修快速检修。

实践经历：于2016年汽修公司参加社会实践，主要进行汽车电气系统专业实习。于2017年到汽车4S店参加社会实践，主要进行新能源汽车热管理系统设计及维修专业实习。

于2018年到汽修公司参加社会实践，主要进行新能源汽车热管理系统设计及维修专业实习。

工作能力：勤奋认真，作风严谨，具有较强的适应能力和自学能力，善于合作，善于与人沟通，拥有一定的组织、管理能力，电脑操作和电气故障排查能力强，敢于尝试新事物及新的方式方法。对新能源汽车的维修、电气系统、冷电路的维修有操作经验和有较强的理论知识基础，在汽车故障中有较强的分析能力。

四、实施计划

严格遵守行业法律法规，认真执行维修行业各项管理法规及规范性文件，合法经营，按章办事，诚实守信，自觉维护客户的利益，树立维修企业良好形象。

团队合作设计热管理系统（核心方案），如下图：

从国家对新能源汽车热管理及“智能制造”扶持方向来看，电动汽车动力电池热管理系统必然要朝着轻量化、高比能、高恒温性能的方向来发展，科技部在“十三五”规划中也强调到在2020年以前电动汽车必须要实现机电热一体化，由于车辆上装载电池的空间有限，正常运行所需的电池数目也较大，电池会以不同倍率放电，并以不同生热速率产生大量热量，再加上时间累积及空间影响将会聚集大量热量，从而导致电池组运行环境温度情况复杂多变。因此，开发先进可靠电池管理系统和紧凑、高效的热管理系统是新能汽车发展的有效途径。