汽車動力電池熱管理系統組成和工作原理（圖解）

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水冷式電池熱管理系統結構和工作原理

采用水冷的動力蓄電池，會設計有一套較為復雜的冷卻回路，如圖３ -２ -９所示是水冷動力蓄電池熱管理系統結構，主要部件包括散熱器、膨脹閥、電動水泵（冷卻液泵）、冷卻液控制閥、加熱器和冷卻管路，以及相關的控制模塊（ＶＣＵ、ＢＭＳ和空調控制模塊）等。

當動力蓄電池組溫度過高時，利用空調系統運行先對動力蓄電池組的冷卻液進行降溫，再冷卻動力蓄電池組；當動力蓄電池組溫度過低時，通過加熱動力蓄電池組內的冷卻液來讓動力蓄電池組升溫。需要注意的是，整個動力蓄電池組的冷卻液都是由電動水泵來讓動力蓄電池組內冷卻液保持循環的。

水冷動力蓄電池冷卻系統優缺點

優點：

動力蓄電池平均能量效率高；動力蓄電池模塊結構緊湊；冷卻效果好；能集成動力蓄電池加熱組件，解決了在環境溫度很低的情況下，加熱動力蓄電池的問題。

缺點：

系統復雜，增加很多部件，如電動水泵、控制閥、冷卻液制冷器等，成本增加。

電動水泵如圖３ -２ -１０所示，冷卻液循環的動力元件，對冷卻液加壓，促使冷卻液在冷卻系統中循環，帶走系統散發的熱量。

電子風扇如圖３ -２ -１１所示，與傳統燃油汽車基本一致，作用是提高流經散熱器、冷凝器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力，并冷卻前機艙其他附件。

常規冷卻控制

如圖３- ２ -１２所示，冷卻液控制閥控制冷卻液循環不經過空調系統，對動力蓄電池進行常規冷卻。

增強冷卻控制

如圖３ -２ -１３所示，冷卻液控制閥控制冷卻液循環經過空調系統，空調系統工作，冷卻液通過冷卻液制冷器對動力蓄電池進行增強冷卻。

加熱控制

如圖３ -２ -１４所示，冷卻液控制閥控制冷卻液循環經過加熱系統，加熱器加熱冷卻液，對動力蓄電池進行加熱。

風冷式電池熱管理系統結構和工作原理

以豐田混合動力汽車為例，介紹風冷式ＨＶ蓄電池熱管理系統。

豐田混合動力汽車ＨＶ蓄電池熱管理系統結構如圖３ -２ -１５所示。

冷卻風扇控制

ＨＶ蓄電池裝備有一個冷卻風扇和冷卻通風導管，ＢＭＳ使用溫度傳感器探測ＨＶ蓄電池溫度和空氣溫度，根據溫度信號，ＢＭＳ通過ＰＷＭ脈沖信號來調節冷卻風扇轉速，ＨＶ蓄電池組工作溫度超出正常范圍時，系統啟動ＨＶ蓄電池冷卻風扇（圖３ -２ -１６）。

冷卻氣流控制

冷卻系統的進風口設計在后排乘客座椅的右側，如圖３ -２ -１７所示。在ＨＶ蓄電池溫度較高時，利用乘客艙內空調產生的冷空氣對ＨＶ蓄電池組進行冷卻；當環境溫度較低時，也會利用在低溫情況下乘客艙內暖的空氣對ＨＶ蓄電池組進行保溫。

風冷ＨＶ蓄電池冷卻空氣流動如圖３ -２ -１８所示。冷卻空氣通過后排座椅右側的進氣口管道流入，并通過進氣風道進入行李艙右邊的ＨＶ蓄電池鼓風機總成，冷卻空氣流過進氣風道（將鼓風機總成與ＨＶ蓄電池總成的右上表面相連接）并流向ＨＶ蓄電池總成。冷卻空氣在ＨＶ蓄電池模塊間從高處向低處流動。在對ＨＶ蓄電池模塊進行冷卻后，從ＨＶ蓄電池總成底部右側表面排出。