新闻中心 / News
电动车热管理系统(TMS)
发布时间:2024-12-10

以电池为动力的电动汽车的热管理非常重要,因为它影响着这些车辆的性能、可靠性和稳定性。******工作温度对电动汽车的电池组、电控系统和电机的正常工作非常重要。保持在******温度时,能够延缓电池的电量、健康状况和容量的衰减。在******温度下,电控和电机也能工作在******工作状态。



电动汽车热管理系统的构成


电池热管理

电池组和电动汽车的性能、使用寿命和成本直接相关。在******温度下,启动和加速时的放电功率、再生制动时的充电能力以及电池的健康状况都处于******状态。随着温度的升高,电池寿命、电动汽车的驾驶性能和经济性都会下降。考虑到电池对电动汽车的整体热影响,电池热管理至关重要。


热管理特别对锂离子电池的作用尤为重要,电池中的锂、镍或钴、石墨和铜化学成分的反应活性取决于其温度。锂离子电池的理想放电温度是 20 °C。低于这一 "舒适 "温度,牵引电池的充电/放电效率就会降低,因此车辆的续驶里程也会减少,电池的使用寿命也会缩短。

因此,在较低的环境温度下,车辆启动后必须迅速将电池加热到工作温度。在行驶过程中,热管理必须将锂离子电池的温度控制在 25 °C 至最高 45 °C 之间,以确保电池以高效率发挥全部性能。

在快速充电时,电池温度******温度约为 40 °C,因为在此温度下,锂离子电池的内阻最小,电池的充电速度特别快,损耗也很低。另外电池在充电时也会发热。热管理系统必须及时将热量排出电池组来确保维持******充电温度。如果超过这个温度,就必须降低充电电流,以防止电池发生不可逆转的老化。

电机控制系统MCU的热管理

电机控制系统负责控制电机。电机控制系统MCU根据电动汽车控制系统VCU控制指令驱动电机。电机控制系统MCU中的DC-DC转换器、逆变器和控制电路很容易受到热的影响。在工作过程中,功率开关器件会产生热损耗,需要及时冷却。如果热管理不当,可能会导致控制失灵、元件失效以及车辆运行故障。通常电控系统与电动汽车的冷却系统相连,以保持******温度。

电机的热管理

由于电动汽车的车轮是由电机驱动的,电机的工作温度对车辆的性能至关重要。随着负载的增加,电机产生的热量也会增加。为了保证电动汽车的性能,必须对电机进行冷却。电动汽车各个组件的 "舒适 "温度


典型热管理系统架构


  • 基于制冷剂回路的热管理架构直接电池冷却)


基于制冷剂的系统电路由以下主要部件组成:冷凝器、蒸发器和电池单元(电池、冷却板和电辅助加热器)。主要通过空调系统的制冷剂回路来冷却发热组件,并通过阀门和温度传感器来控制回路温度。这个架构比较简单,只有一个冷却回路,电池是直接被空调回路冷却。

  • 基于制冷剂和冷却液回路的热管理架构电池间接冷却)
整个冷却系统被细分为几个回路,每个回路都有一个单独的冷却器、冷却液泵、恒温器和截止阀。空调系统的制冷剂回路也通过一个特殊的冷却器Chiller与冷却液回路集成在一起。在室外温度较低时,高压加热器可以给冷却液加热,使电池工作在适合的工作温度。为了充分发挥性能,同时确保尽可能长的使用寿命,需要将蓄电池的冷却液温度始终保持在约 15 至 30 摄氏度之间。当温度过低时,通过辅助高压加热器加热冷却液。当温度过高时,则通过低温冷却器进行冷却。如果这还不够,空调系统的制冷剂流经热交换器,进一步冷却流经冷却器Chiller的冷却液。电机和电控系统的冷却液温度保持在一个独立回路(图中的内回路)内,通过一个散热器控制冷却液温度始终不高于60 摄氏度。


总之,电动汽车的热管理系统TMS可适应电动汽车外部和内部的温度条件,调节电池组、电控和电机到******工作温度。

热管理系统未来发展趋势


  • 热管理技术的进步:PCM和GIHP
随着电动汽车市场引入高密度电池和快速充电器,增加了电池组的发热量。TMS 将开始使用相变材料 (PCM) 和气体喷射热泵 (GIHP) 系统来提升性能。PCM 主要用于限制过热,而 GIHP 则用于在寒冷天气条件下将电池温度提高到合适的工作温度。
  • 支持CAN通信,轻松进行TMS诊断
CAN总线是一种基于报文的协议,用于根据配置对车辆中最关键的系统进行诊断和故障排除,最高运行速度可达 1 Mbit/s。高速 CAN 总线在汽车系统中的集成度不断提高。BMS 可以通过CAN总线发送指令给TMS,确保电池的******运行状态,TMS可以实时反馈系统诊断信息给到BMS