基于充電時間短熱量轉換快的電動汽車動力電池熱管理系統設計與檢修

曹琴琴

(重慶市江南職業學校 重慶 402260)

一、市場調查與預測

新能源汽車是加快生態文明體制改革，建設美麗中國的重要支撐點，新能源汽車充電時間過長、電池熱管理難度大等問題是當前電動汽車發展的攻堅點。目前，已經在單位設計模型，和汽修單位合作進行了新能源汽車熱管理熱管理系統快修實踐，積累了維修經驗，形成了系統維護快速檢修服務資料。

長春一汽在新能源汽車熱管理方面現已掌握國內領先技術，并已設計出兩種車型——奔騰插電式混合動力轎車和奔騰純電動轎車。一汽生產線生產能力為年產新能源汽車熱管理10000輛。建立一汽新能源汽車熱管理技術平臺和核心零部件供應商體系，建立關鍵技術標準體系，掌握關鍵總成、部件的制造技術，使新能源汽車熱管理在性能價格上，具備與跨國公司同類產品競爭的實力。

吉利汽車集團是中國十大汽車集團之一，在收購了沃爾沃之后，吉利更是如日中天，揚名海內外。在2011年上海新能源汽車熱管理展，吉利汽車展出了基于熊貓平臺打造的純電動車型和基于帝豪平臺打造的插電式混合動力車型。

比亞迪目前已有包括E6在內的數款電動汽車上市，且銷量很好，但這多半是由于價格低廉，其技術含量其實僅是國內先進。比亞迪剛剛完成大裁員，進入“三年調整時期”，在此期間其科研能力也受到影響，幾年內恐怕難以在新能源汽車熱管理領域有所作為。

二、 技術與服務支持

動力電池是電動汽車的能量來源，在充放電過程中電池本身會伴隨產生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多工作特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。電池熱效應問題也會影響到整車的性能和循環壽命，因此，做好熱管理對電池的性能、壽命至整車行駛里程都十分重要。

查看車輛自燃的案例，分析車輛自燃的原因并在Sketchfab三維網頁平臺的事故車輛模型中查找問題，通過車輛損傷分析，推測出該車自燃的原因是汽車動力電池熱管理系統失控，散熱故障（冷卻器、水溫傳感器）；溫度高于某數值后，風扇未工作。用思維導圖總結車輛發生以上故障的現象和原因，認識到自燃受損車輛確實是因為動力電池熱管理系統出現故障造成的，就算使用了內窺儀和仿真仍然沒有辦法維修。啟發思考，充電時間的長與短與高壓電池包溫度過高、過低的聯系，利用VR探究設備，對水溫過高、水溫過低、冷卻液泄露進行勘察。通過車架號，在EPC系統查找車輛車系動力電池熱管理系統結構和工作路線。利用EPC繪制該車高壓電池包的熱管理系統工作原理，在實物上進行冷卻路線連接，鞏固工作原理。利用仿真軟件進行汽車動力電池熱管理系統故障診斷步驟的學習，選擇相應的工種和工具按照軟件所提供的動力電池熱管理系統進行排故，操作仿真軟件，并進行規范知識的工單填寫，最終生成仿真練習的成績報告，并拍照上傳到平臺，形成數據。

從上面圖片可以看出，溫度對電池的日歷壽命和充電時間有很大的影響。同樣的電芯，在環境溫度25℃，6338天后電池的剩余容量為 80.12%，但是電池在55℃的環境下，272天后電池的剩余容量已經達到80%。溫度升高35℃，電芯的日歷壽命下降了95.75%以上。因此，溫度對日歷壽命的影響極大，溫度越高日歷壽命衰退越嚴重。因此，為了電池包性能的最優化，需要設計熱管理系統確保各電芯工作在一個合理的溫度范圍內。

三、項目團隊

本項目核心成員為3人，其中3人為汽車運用與維修專業、第2人為新能源汽車維修專業。

所學專業：汽車專業。

業務分工：負責新能源汽車熱管理系統設計及維修快速檢修。

實踐經歷：于2016年汽修公司參加社會實踐，主要進行汽車電氣系統專業實習。于2017年到汽車4S店參加社會實踐，主要進行新能源汽車熱管理系統設計及維修專業實習。

于2018年到汽修公司參加社會實踐，主要進行新能源汽車熱管理系統設計及維修專業實習。

工作能力：勤奮認真，作風嚴謹，具有較強的適應能力和自學能力，善于合作，善于與人溝通，擁有一定的組織、管理能力，電腦操作和電氣故障排查能力強，敢于嘗試新事物及新的方式方法。對新能源汽車的維修、電氣系統、冷電路的維修有操作經驗和有較強的理論知識基礎，在汽車故障中有較強的分析能力。

四、實施計劃

嚴格遵守行業法律法規，認真執行維修行業各項管理法規及規范性文件，合法經營，按章辦事，誠實守信，自覺維護客戶的利益，樹立維修企業良好形象。

團隊合作設計熱管理系統（核心方案），如下圖：

從國家對新能源汽車熱管理及“智能制造”扶持方向來看，電動汽車動力電池熱管理系統必然要朝著輕量化、高比能、高恒溫性能的方向來發展，科技部在“十三五”規劃中也強調到在2020年以前電動汽車必須要實現機電熱一體化，由于車輛上裝載電池的空間有限，正常運行所需的電池數目也較大，電池會以不同倍率放電，并以不同生熱速率產生大量熱量，再加上時間累積及空間影響將會聚集大量熱量，從而導致電池組運行環境溫度情況復雜多變。因此，開發先進可靠電池管理系統和緊湊、高效的熱管理系統是新能汽車發展的有效途徑。