电池包冷媒直冷和液冷技术降本对比
就目前市面上大部分新能源汽车的热管理系统而言,大致上可以分为风冷、液冷和冷媒直冷三派。
风冷结构简单、成本低廉,宏光MINI EV等主流微型电动车,以及早期热销的电动车(比如日产聆风),都采用了这种电池散热方式。风冷的原理是利用自然风或电吹风配合蒸发器对电池进行降温。寒冷天气对电池预加热,电池模组中间加了电加热膜,加热和冷却都比较简单,
以空气为介质的风冷技术的缺点也相当明显。其散热效果显然不能够满足当前新能源汽车工作的散热要求。而且风冷受外界空气温度的影响很大,特别是在过热或过冷的天气条件下,传热效率急剧下降。
相比之下,液冷技术对于电池的热管理更为从容。目前,部分车企配备了液冷电池系统,冷却液通过电池里面管路,带走电池工作时产生的热量,这与水箱水冷燃油车一样,但在低温条件下,系统还会对电池组做加热。
与空气相比,以冷却剂为介质的系统具有数十倍的比热容和更高的传热系数,带来更好的冷却效果。温度和温差明显降低后,电池组在工作效率、稳定性和耐用性上得到显着提升。当然,液体冷却系统的成本也会更高。
液冷电池缺点就是结构很复杂,增加了电池组的重量,让电动车的重量普遍超过2吨,就像时刻满载的汽车,影响性能,另一方面增加了电池组的体积,侵占车舱空间,相当于降低能量密度。
以特斯拉为代表的BMS冷却管理:每个电池单元都对着冷却液管,管道像蛇一样缠绕在电池周围以提供更多的热量传递区域,高温低温均能控制,如今大多数高端国产新能源车就是采用这种设计。
冷媒直冷方式是充分的利用整车空调系统中的制冷剂,将其引入电池里面蒸发器中以达到冷却目的。冷媒直冷系统主要由以下部分所组成:电动压缩机,双蒸发器,冷凝器,双膨胀阀,管道,储液干燥器。
这种冷媒板设计更简单,但优势是可拆卸性,冷却系统能轻松更换甚至维修。比特斯拉的整体缠绕式更容易拆卸,后期维修成本低。比如比亚迪DM-i,宝马i3,Jeep插混车等均采用这种设计。缺点是无法直接加热,需要一套新的加热系统。
因为电池若需要大倍率充放电需要高效冷却,或考虑到液体泄漏造成的风险等等因素,小编归纳以下直冷技术的好处:
通过对比直冷和液冷的热管理架构,不难发现直冷系统能去掉电池侧水泵(200元),电池侧副水壶(40元),电池chiller(300元,含EXV和PT传感器),还有一些水管。考虑到铝管比塑料管贵一些,这样大致算下来,单车能节约500多元。
不但价格降低了,关键整车重量也降低了(起码冷冻液比冷媒重很多),降低7Kg重量应该不成问题。
不知道此技术后续发展如何,相信BYD dmi全系都应用此种技术了,估计也有一些OEM跟进应用。
但是如果真正想在快充和抑制热失控取得更好效果,浸没式冷却应该对比直冷是更好的选择。