2020年似乎注定要劳心劳力。年初的疫情让大家意识到了私家车的重要性,近期频发的电动汽车事故又令人瑟瑟发抖。买还是不买?这是个问题。其实,我们大可不必慌张,只要搞清楚热失控是如何发生的,并选择最高效的冷却方式,一切问题都可迎刃而解。
电动汽车之所以会发生热失控,与其采用电池作为动力来源息息相关。从物理学角度来说,车辆行驶是电子消耗的过程,充电是电子补充的过程,两者都伴随着电子的剧烈运动,所以电池发热是无法避免的。为了减少高温带来的电池损伤和自燃事故,高效的冷却系统必不可少。今天就以北汽新能源EU5 R500,特斯拉model 3以及一汽丰田奕泽E进擎为例,帮大家做个电动汽车冷却系统的科普。
主动风冷 北汽新能源EU5 R500
风冷冷却采用空气作为传热介质,通常会在电池包一端加装散热风扇,另一端预留出相应的通风孔,并通过风的流动带走电池产生的高热量。结构简单、成本低,让风冷颇受入门级车型的喜爱,比如北汽新能源EU5 R500就是通过这种形式为电池降温的。
不过风冷的缺点也很明显。首先是效率低下,只在电池包外部吹吹风,能够带走的热量其实非常有限,其对流换热系数仅在25~100之间。其次,表面降温难以平衡内部各单体电池之间的温度。电池包的工作状态符合木桶原理,最差的单体影响整体水平,也就说只要有一个电池单体温度过高,就会拖累整车安全性。
液冷冷却?特斯拉model 3
液冷冷却以液体作为传热介质,具备较高的换热系数在500~15000之间,单体电池温度也更可控。追求更长续航里程和更强动力性能车型,普遍会不惜工本选择这种技术路径,比如特斯拉model 3。
特斯拉model 3将冷却液体注入蛇形冷板,并采用串行流道,将其曲折布置在各电池组之间,确保每组电池都可以被冷却液所包裹。由于冷板内部所有管路都是相通的,如果有单体电池过热,冷却液可以通过热胀冷缩进行一定范围内的流动,将单体温度差控制在±2℃。不过,由于冷却液主要由水构成,所以整车重量的增加不可避免。
冷媒冷却 奕泽E进擎
冷媒冷却是目前效率最高的动力电池降温方式,通过在整车或电池中建立空调系统,其换热系数可达2500~25000,是液冷的数倍,适用于追求极致安全的车型,如奕泽E进擎。
奕泽E进擎的冷媒直冷是通过整车空调实现的,其蒸发器设置在电池包内部,当制冷剂在蒸发器中蒸发时可以快速将电池热量带走,从而完成冷却作业。这样设置的好处,除了高效之外,还能实现良好的均温性。比如,在最容易引发高温的快充和高速行驶中,奕泽E进擎依然可以保持25-35℃的单体电池温度,甚至还不及我们的体温高!若依赖风冷和液冷,很难实现这种效果。
三种冷却方式和代表车型都已经介绍完毕,相信该怎么选一台让自己放心的纯电动车型,您已经心中有数了。
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