江淮汽車，自2012年首款iEV4上市以來(lái)，先后推出多款iEV系列電動(dòng)汽車。至2018年，江淮iEV系電動(dòng)汽車，全系引入“動(dòng)力電池液冷高溫散熱低溫預(yù)熱”系統(tǒng)，使得以18650電芯構(gòu)成的動(dòng)力電池，具備更好的低溫活性和高溫冷卻能力。而標(biāo)配這種“動(dòng)力電池液冷高溫散熱低溫預(yù)熱”技術(shù)（后文簡(jiǎn)稱動(dòng)力電池液冷技術(shù)）的iEV系列電動(dòng)汽車，更好的平衡了續(xù)航里程、充電速度和整車安全性。

本文將對(duì)江淮iEV系電動(dòng)汽車動(dòng)力電池液冷技術(shù)深度解析。

1、為什么要配置動(dòng)力電池液冷技術(shù)？

作為電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的“3電（電機(jī)、電池和控制）”系統(tǒng)，動(dòng)力電池總成受內(nèi)部和外部溫度變化，會(huì)影響續(xù)航里程、充電速度以及整車安全性能。

動(dòng)力電池總成，由電芯、以及電芯構(gòu)成的模組構(gòu)成，并且由BMS（電池管理系統(tǒng)）控制。一旦電池電芯或PACK過(guò)熱，產(chǎn)生的熱量不能迅速排出，極有可能造成動(dòng)力電池總成燃燒。然而，動(dòng)力電池總成在極低溫度下使用，也會(huì)出現(xiàn)放電效率低下，動(dòng)力輸出不穩(wěn)定，影響電動(dòng)汽車正常使用。

根據(jù)車輛技術(shù)需求，為動(dòng)力電池總成適配主動(dòng)風(fēng)冷、被動(dòng)風(fēng)冷以及液冷散熱系統(tǒng)。根據(jù)過(guò)去4年（2014年-2018年），中國(guó)市場(chǎng)銷售和使用的電動(dòng)汽車綜合表現(xiàn)看，配置動(dòng)力電池液冷技術(shù)，可以有效提升高溫散熱和低溫預(yù)熱效能。使得電動(dòng)汽車，始終如一的處于正常溫度范圍內(nèi)行駛和充電。

2、江淮iEV動(dòng)力電池液冷技術(shù)工作原理：

動(dòng)力電池液態(tài)高溫散熱低溫預(yù)熱技術(shù)，實(shí)際由兩套散熱/預(yù)熱管路構(gòu)成。導(dǎo)熱液態(tài)物質(zhì)多為可滿足散熱需求最高沸點(diǎn)的專用冷卻液（多為乙二醇類）。動(dòng)力電池內(nèi)部有1套主鏈接管路，以及多條圍繞電芯的分管路構(gòu)成，N套溫度傳感器和控制線纜由BMS系統(tǒng)檢測(cè)，以控制散熱循環(huán)管路，達(dá)到所有電芯都處于預(yù)設(shè)定范圍內(nèi)的溫度。

如上圖所示，江淮iEV系動(dòng)力電池液冷技術(shù)，是用一套管路將冷卻和加熱部件串聯(lián)起來(lái)（動(dòng)力艙內(nèi)）和動(dòng)力電池內(nèi)部1套管路。

膨脹水壺：存儲(chǔ)因壓力影響“溢出”的冷卻液同時(shí)具備排氣功能

電子水泵：電驅(qū)動(dòng)可變泵推壓力，調(diào)節(jié)散熱管路冷卻液流動(dòng)速度，配合BMS控制系統(tǒng)，達(dá)到精確控制電池內(nèi)部溫度

電池冷卻器：引入空調(diào)系統(tǒng)中的冷媒，在膨脹閥節(jié)流并蒸發(fā)，吸收動(dòng)力電池散熱管路冷卻液的熱量，已達(dá)到散熱降溫目的

水加熱器：基于PTC技術(shù)的水加熱器占用動(dòng)力電池電量較低，且不易出現(xiàn)功率輸出極高或極低工況，對(duì)整車能量輸出影響小，同時(shí)具備多檔調(diào)節(jié)功能。

液冷扁管：動(dòng)力電池內(nèi)部圍繞18650型電芯的散熱管路，因?yàn)閳A柱形18650型電芯自身的弧度，散熱管路必須貼合才可達(dá)到散熱效率最大化導(dǎo)致數(shù)節(jié)電芯并排布置

宋楠：解析江淮iEV系電動(dòng)汽車動(dòng)力電池液冷技術(shù)

可變流量的電子水泵，依靠動(dòng)力電池輸出并轉(zhuǎn)化的低壓電驅(qū)動(dòng)。較內(nèi)燃機(jī)適配的傳統(tǒng)水泵（通過(guò)曲軸鏈接）最大不同，電子水泵可以通過(guò)調(diào)節(jié)電流，無(wú)級(jí)輸出不同泵推力。在散熱或預(yù)熱需求并不強(qiáng)烈時(shí)，電子水泵泵推力降低，在維持動(dòng)力電池溫度正常工況同時(shí)，節(jié)省電子水泵對(duì)電量輸入需求，間接降低能耗。

動(dòng)力電池液態(tài)散熱模式：

當(dāng)動(dòng)力電池使用溫度高于設(shè)計(jì)溫度時(shí)，電池冷卻器與空調(diào)系統(tǒng)“互動(dòng)”。空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的制冷能量，交互動(dòng)力電池散熱管路降溫。輸出給動(dòng)力電池內(nèi)部管路溫度更低的冷卻液，將電芯產(chǎn)生的熱量，通過(guò)液冷偏管進(jìn)行充分“熱交換”，將熱量從出水口帶出。

動(dòng)力電池液態(tài)預(yù)熱模式：

當(dāng)外部溫度低于動(dòng)力電池最低使用溫度時(shí)，液態(tài)預(yù)熱功能開啟。電子水泵開始全速運(yùn)行，將冷卻液泵入水加熱器。水加熱器產(chǎn)生的熱量，在通過(guò)加溫后的冷卻液進(jìn)入動(dòng)力電池內(nèi)部，通過(guò)液冷偏管，將電芯熱量帶走進(jìn)入外部大循環(huán)管路。

實(shí)際上，無(wú)論散熱還是預(yù)熱模式，都是BMS系統(tǒng)控制策略一部分。為的是保證動(dòng)力電池通過(guò)液冷管路，將冷和熱兩種能量，通過(guò)偏管影響電芯，使其保證在預(yù)設(shè)的溫度范圍使用。

動(dòng)力電池內(nèi)部管路主要由冷卻偏管和多通閥體構(gòu)成，布設(shè)在動(dòng)力艙的管路串聯(lián)了電子水泵、補(bǔ)水壺、電池冷卻器和水加熱器。

散熱模式下，冷卻液經(jīng)過(guò)電子水泵，泵入運(yùn)行的電池冷卻器，經(jīng)過(guò)未啟動(dòng)的水加熱器（保持管路暢通），為動(dòng)力電池散熱。

預(yù)熱模式下，冷卻液經(jīng)過(guò)電子水泵，泵入未啟動(dòng)的電池冷卻器（保持管路暢通），經(jīng)過(guò)啟動(dòng)的水加熱器，為動(dòng)力電池預(yù)熱。

3、江淮iEV系動(dòng)力電池液冷技術(shù)特點(diǎn)：

極寒環(huán)境使得動(dòng)力電池電芯活性降低，放電效率變差，導(dǎo)致續(xù)航里程縮短，以及快充電流降低，影響了駕乘感受。而為了保證駕駛艙內(nèi)處于合適的溫度，開啟制熱空調(diào)，消耗更大的電池電量，加速續(xù)航里程縮短程度。

高溫環(huán)境使得動(dòng)力電池電芯溫度驟然升高，雖然不影響放電效率，但全負(fù)載使用，電芯產(chǎn)生的熱量不能快速排出，導(dǎo)致電池電芯活性激增，容易出現(xiàn)燃燒或自燃事故。

以適配了動(dòng)力電池液冷技術(shù)的江淮iEV7S電動(dòng)汽車為例。

使用18650型電芯的江淮iEV系電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池液冷系統(tǒng)，有別于采用方形電芯的熱管理系統(tǒng)。與每組由圓柱形18650電芯構(gòu)成的PACK都由1組液冷偏管伺服和溫度傳感器（信號(hào)反饋至BMS系統(tǒng)），保證每只電芯溫度都可以得到均衡的預(yù)熱或散熱支持。

江淮iEV7S電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池總成，由18560型電芯構(gòu)成，裝載電量39度電。在適配液冷偏管技術(shù)后，在極寒環(huán)境的負(fù)20攝氏度時(shí)開啟電池預(yù)熱模式，各個(gè)電芯之間最終溫差5攝氏度左右；在高溫環(huán)境的急加速和急減速等最惡劣工況，開啟制冷模式各電芯之間溫差7攝氏度左右；車輛正常行駛工況，各電芯之間溫差處于3攝氏度以內(nèi)。

江淮iEV7S電動(dòng)汽車的電子水泵需求功率90瓦,預(yù)熱模式下水加熱器耗電量約2度電左右，占總能量5%左右，制冷模式下電池冷卻器耗電量約1.2度，占總能量的3%左右。

江淮iEV7S的動(dòng)力電池電芯的預(yù)熱速率0.6度電/分鐘，50分鐘左右可以從負(fù)20度極寒環(huán)境加熱到10攝氏度以上，散熱速率為0.5度/分鐘，預(yù)計(jì)在40攝氏度的高溫環(huán)境下，10分鐘即可降到35攝氏度以內(nèi)。

液冷扁管裝配具有一定貼合冗錯(cuò)設(shè)計(jì)，即便在在極端裝配扁差下，也可保證電池和電芯的貼合面積，保證熱量及時(shí)帶走每一個(gè)電芯的熱量。

引入了動(dòng)力電池液冷散熱技術(shù)后，動(dòng)力電池總成內(nèi)部的數(shù)千節(jié)18650型電芯溫度處于10-35攝氏度范圍，系統(tǒng)內(nèi)各單體電芯之間溫差小于5攝氏度。

但是，受到18650型電芯布局影響，上下前后兩側(cè)的電芯，散熱和預(yù)熱效率高于中間布置的電芯。因此才生的散熱能力的不均衡，甚至?xí)?dǎo)致“熱失控”，由此引發(fā)嚴(yán)重事故。因此，為數(shù)百節(jié)根據(jù)電池總成形狀串并聯(lián)18650型電芯，布設(shè)“半包裹”的液冷偏管極有必要。

相對(duì)主動(dòng)風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，靠近風(fēng)道邊緣的電芯降溫效果明顯，而處于“中間”位置的電芯降溫效能不高。甚至可能出現(xiàn)高達(dá)19攝氏度。

適配動(dòng)力電池液冷技術(shù)后，電池電芯溫度處于10-35攝氏度，較最合理的23攝氏度更貼合。

有研究數(shù)據(jù)表明：

在環(huán)境溫度23攝氏度時(shí)，6238余天后，電池剩余容量為80%。但是電池在55攝氏度環(huán)境下，272天后電池剩余容量已達(dá)到80%。溫度升高至32攝氏度，電芯平均壽命下降95%以上。

在江淮iEV系多款電動(dòng)汽車上，標(biāo)配的動(dòng)力電池液冷系統(tǒng)之前，都要根據(jù)不同車型自重、電機(jī)功率、續(xù)航里程以及快充電流等參數(shù)進(jìn)行仿真測(cè)試。

尤其在不同工況（開/閉空調(diào)、環(huán)境溫度、電池溫度）對(duì)制冷劑不同流量精準(zhǔn)計(jì)算，最終獲得電池內(nèi)部偏管布設(shè)數(shù)量、形狀和結(jié)構(gòu)。保證在散熱模式開啟后3分鐘，帶走70%的電芯熱量。并根據(jù)所有處于BMS系統(tǒng)監(jiān)控下的電芯溫度，決定制冷劑在管路內(nèi)流動(dòng)速度，平衡動(dòng)力電池分配給電子水泵的耗電量和續(xù)航用耗電量。

筆者有話說(shuō)：

至2018年，以iEV7S為代表的多款以上市的江淮電動(dòng)汽車配備動(dòng)力電池液冷技術(shù)，在克服18650型電池固有的短板（電芯數(shù)量大，對(duì)散熱需求數(shù)量多布置復(fù)雜）后，細(xì)化動(dòng)力電池散熱和預(yù)熱溫度控制效能，降低電池總成除電芯外附屬分系統(tǒng)重量，以此提升電驅(qū)動(dòng)效率。

可以說(shuō)，動(dòng)力電池液冷技術(shù)的適配，且與整車的有效集成，滿足iEV7S及其他江淮系列電動(dòng)汽車，在不增加整車自重前提下，滿足極寒和高溫用車工況的續(xù)航里程真實(shí)性，拉升快充電流縮短充電周期，并具備更好的整車安全性能。