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电动车热管理的玄机:从特斯拉说起

2018-05-29 19:28     军事     来自:牛人趣事

导论


从电动车行业标杆企业特斯拉来看:一方面,Model 3热管理方案简化,成本压力下的安全隐患,热管理重要性凸显;另一方面,Model S/X热管理方案不断优化,新能源汽车核心竞争力所在。从新能源汽车整体来看, 热管理液冷系统趋势明显,解决方案定制化、专业化,系统、零部件供应商需求提升。

Model 3热管理方案简化

Model 3热管理系统有些改变,新设计了一个热管理控制器,即使电动车在停止的情况下,或者在超级充电站充电的时候,系统可以发送请求给动力系统逆变器,使逆变器开始工作,电机产生的热量用来加热电芯,而不会产生扭矩。

另外,特斯拉在评估过整个系统的效率后,在Model 3的热管理系统中取消了电池加热器,完全依靠软件系统调节热管理方案,也可能是成本压力下的一种妥协。

电芯的封装相对简陋,蓝色胶体填充在电芯周围,相比Model S细致的封装,Model 3存在安全隐患。

 Model S/X热管理方案不断优化

在电池包层面,有液冷管路贯穿,为了更好的导热效率,冷却液选用50%水和50%乙二醇。一方面有利于电池单体的充分散热,另一方面有利于提高电池单体间的温度一致性。

特斯拉用一个四通阀实现了几条冷却系统的串并联,当电池处于低温状态需要加热时,电机回路与电池回路串联,电驱动的热量可以用来加热电池和驾驶舱;当电池温度高需要冷却时,电机回路与电池回路并联,电池和电机又能独立冷却;电池和空调系统共用一个热交换器,几条回路相互联动,根据工况选择最优热管理方式。

而当特斯拉为Model S和X推出100D 版本的时候,热管理系统也相应进行了升级,新增两条短回路贯穿新的电池模组。

特斯拉电池迭代

特斯拉Model S/X的85D升级到100D,从松下18650圆柱电池升级到Model 3的2170圆柱电池,特斯拉在电池大型化、能量密度不断攀升。

Model S/X 85D电池:松下18650圆柱电池,单体容量3.1Ah,单体能量密度245Wh/kg,16个模组,每组444个电芯,共7104个电芯,总电量85kWh。

Model S/X 100D电池:同是松下18650圆柱电池,16模组,每组516个电芯,共8256个电芯,整体带电量有很大提升,达到100kWh。

Model 3长续航版电池:松下新一代2170圆柱电池,4个模组,其中2个模组含有25个电池块,另2个模组含有23个电池块,每个电池块含有31个电芯,共4416个电池,电池的能量密度有了整体提升。

热管理液冷系统趋势明显

从目前各整车厂发布的新车型来分析,中大型纯电动车继续扩大液冷系统的渗透率,而小型纯电动车、乃至插电混动车,应用液冷系统的新车型越来越多。


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