电池系统的电芯导热路径方案概述
在电池热管理中,另一个设计的重点就是导热路径的规划,导热路径的规划不仅影响到整个包的热管理效率,体积利用率,也影响到整包的成本。
热量从电芯传递到电池包外界的路径称之为导热路径,导热界面材料就布置在导热路径之内。根据不同的电池技术方案,导热界面材料TIM所处的位置也就不同,这里以电芯与导热界面材料TIM的位置关系来看下当前主流的做法。
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(a)有模组存在,水冷板布置在箱体内部,导热界面材料会布置在壳体内、外表面,分别与电芯、水冷板接触,这个是模组技术时期主要的方案,上汽明爵、荣威Marvel X、通用Bolt EV、福特Mach-e、VW MEB、Audi A6 PHEV等;
(b)有模组存在,水冷板布置在箱体之外、防护板之内,这个也称之为箱体集成液冷,比如IPace、Audi e-tron
(c)没有模组的存在,为BYD CTP方案,水冷板布置在顶部,导热界面材料布置在电芯与冷板之间,代表案例是比亚迪汉CTP、一汽红旗E-QM5、海豚、宋Plus DM-i。
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(d)有模组的存在,模组为无底板式,APP开发资讯这样电芯直接与水冷板接触,导热界面材料布置在二者之间;代表性的案例如Model 3 方形电芯版、BMW ix、北汽EU5;另外,对于特斯拉的圆柱电芯方案,Model 3/Y蛇形水冷管与电芯之间布置有导热结构胶,也属于这种方案;
(e)有模组的存在,液冷板与模组集成,这个方案代表是奔驰EQC,导热界面材料布置在电芯和冷板之间;
(f)有模组的存在,液体板与模组分开,但冷板与模组之间没有导热界面,全靠冷板与模组底部紧密接触(一般冷板底部有弹性支架),BMW i3、BMW X1PHEV等,即是这种方案。
导热路径的规划最大的依赖是电芯,如果电芯自身在热安全性层面有新的突破,将会对整个热管理带来全新的冲击;另一个大的依赖是整车企业对于电池热管理的通盘考虑,其实电芯在整个使用周期内关键是3个场景下的温度控制:(1)快充期间;(2)低温使用;(3)长时间高速行驶。如果能够巧妙地解决这3个场景的温度控制,必会给电池系统设计带来一个新的提升,奔驰EQXX可能是个范例。
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