原创 【博客大赛】浅谈Pouch电池冷却系统

昨天和冯工有机会交流一下，聊完以后，觉得可以就电池的加热/冷却谈一些我的粗略看法。

到了整车企业以后，随着自己的认识逐渐深入，特别是被并到Powertrain以后，对开发的理解确实有了很大的看法。基础概念的转变主要有一点就是，汽车是个系统工程，所以去谈电池系统的冷却的时候，必须要认识到，这个子系统是为了电池系统服务的，而电池系统又是在PT系统的一部分，PT又和整车的需求有着直接的关系，以《A Systems Engineering Approach to Engine Cooling Design》一文里面谈的一样，需要引入System Engineering的眼光来看待整个需求。

Pouch电池系统如果按照上市的车辆进行分类，如下图所示：

1）HEV 因为沿袭传统HEV的电池冷却系统，从镍氢电池到锂电池系统的散热系统，也是沿袭风冷的系统来做的，比如Sonata的HEV的锂电散热系统

2）PHEV/EREV 特别是Pouch电池的散热系统，目前推出来的几款，Volt、Volvo V60 液冷的散热系统，实质上与原有的Powertrain的冷却有很大的交集，这不是独立的而是联系在一起的。

3）EV的Pouch电池，从A123的散热系统、Magna的方案到戴姆勒的Smart电池包方案，然后从雷诺电池系统到LEAF这个走向了一种极端

这里考虑的问题，主要是

1）满足PT系统的要求（功率、能量）

不同的工作状态配上车辆不同的工作模态，需要给车主比较一致的操控体验。其实这根需求线，如果仔细考虑要比想象的难一些。

2）满足电池寿命的需求

根据下图抽象出来的基本是，电池系统工作、充电和存放温度范围和电池系统内温度差异。

注：Calendar life这个问题，不是不可预测的，只是预测的时候往往比较悲观

3）满足整车的HVAC系统整合的要求

如果复用公共的冷却液，如下图所示下，不同冷却循环回来的冷却液的问题交织在一起，这不是我等搞电子电气的搞得明白的。

真正到散热片这层，已经是很基础了，当然也有很丰富多彩的设计，不过这个类似于局部系统的设计了。其实从单体的热模型开始，设计单体的散热系统，然后CAD+实际设计样品之后看效果，还是需要测试得到数据，然后进行系统建模，调试参数系统，按工程设计流程做，这到最后都是按部就班可以完成的。

小结：

1）汽车技术涵盖的知识层面太多，全能型人才没法将各方各面都包括，所以才细分成设计、工程、研发、质量和制造等，单单工程里面就很全面的导入了系统工程的思路

2）每家汽车的想法，都是根据以前的技术储备和历史来的，很多子系统的设计，收到的其他子系统互动的压力

3）模块化的设计思路，其实对原有的开发思路有着很大的改变。需要想的更多，想的更透彻

4）现在的开发，对人的要求真是越来越高了

参考文件

1. Battery Pack Design Validation and Assembly Guide using A123 System AMP20 Nanophosphate Cell

2. SAE2009013069_Thermal Characterization & Management of PHEV Battery Packs

3. Optimizing Electric Vehicle Battery Life through Battery Thermal Management

4.Three-Dimensional Thermal Modeling of a Lithium-Ion Battery Considering the Combined Effects of the Electrical and Thermal Contact Resistances between Current Collecting Tab and Lead Wire