隨著排放要求的日趨嚴(yán)格，電池技術(shù)和價(jià)格上的日益優(yōu)化，基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車(chē)接受度的不斷提高，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新能源汽車(chē)尤其是純電動(dòng)汽車(chē)，將繼續(xù)保持其全球增長(zhǎng)勢(shì)頭。

電動(dòng)車(chē)上最值錢(qián)的零部件就是電池。對(duì)于電池而言，歲月不是一把殺豬刀，溫度才是殺豬刀。不管電池技術(shù)水平有多牛，遇上極端溫度都得歇菜。所以電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)于三元鋰、三電系統(tǒng)這一類詞匯，咱們之前的掃盲班已經(jīng)討論過(guò)了，今天咱們就來(lái)掰扯掰扯電動(dòng)車(chē)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。對(duì)此我們專門(mén)請(qǐng)教了這一領(lǐng)域的專家，海拉中國(guó)區(qū)執(zhí)行器項(xiàng)目負(fù)責(zé)人LarsKostede先生。

熱管理系統(tǒng)是啥？

不要被這個(gè)術(shù)語(yǔ)唬住，就好比路邊的手機(jī)貼膜，說(shuō)好聽(tīng)點(diǎn)就是“高分子表面處理”。傳統(tǒng)燃油車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)——也就是俗稱的水箱，還有就是車(chē)載空調(diào)，都屬于熱管理系統(tǒng)。“熱管理系統(tǒng)”更多的是一種統(tǒng)稱。

不同的熱管理系統(tǒng)針對(duì)不同的領(lǐng)域，例如水箱針對(duì)的就是發(fā)動(dòng)機(jī)，而車(chē)載空調(diào)就是駕乘舒適性的最大決定性因素——沒(méi)有之一。一輛車(chē)但凡空調(diào)不行，底盤(pán)濾震能力再?gòu)?qiáng)，NVH再好又能怎樣？沒(méi)有空調(diào)的勞斯萊斯，不如奇瑞——尤其是在這個(gè)季節(jié)，車(chē)主的命都是空調(diào)給的。

而電動(dòng)車(chē)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其實(shí)針對(duì)的就是動(dòng)力電池而已。

電池為啥需要熱管理系統(tǒng)？

相對(duì)于燃油車(chē)，電動(dòng)車(chē)“獨(dú)有”的安全隱患就是動(dòng)力電池?zé)崾Э亍崾Э匕l(fā)生之后，會(huì)產(chǎn)生類似熱核反應(yīng)的鏈?zhǔn)絺鞑ァ?/p>

以大家所熟知的18650三元鋰電池為例，若干個(gè)電池單元組成電池包，某顆電池單元發(fā)生熱失控之后，熱量會(huì)向周?chē)D(zhuǎn)播，然后周?chē)碾姵貑卧蜁?huì)像放鞭炮似的一個(gè)接一個(gè)發(fā)生連鎖反應(yīng)。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)引發(fā)包括中間溫度升高率，化學(xué)能產(chǎn)熱和電能產(chǎn)熱，還有傳熱對(duì)流等等在內(nèi)的諸多研究課題。

控制這樣的鏈?zhǔn)綗崾Э兀詈?jiǎn)單也是最有效的辦法就是在動(dòng)力電池單元之間加隔熱層——現(xiàn)在很多燃油車(chē)講究一點(diǎn)的話，也會(huì)在蓄電池外部包一圈隔熱層。

盡管隔熱層屬于是最簡(jiǎn)單的一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，但也是最麻煩的一種熱管理系統(tǒng)，一方面隔熱層的厚度會(huì)直接影響電池包的整體體積；另一方面隔熱層屬于是“被動(dòng)熱管理系統(tǒng)”，當(dāng)電池包需要加溫或降溫的時(shí)候，隔熱層就會(huì)拖后腿。

傳統(tǒng)鋰電池的最佳工況溫度在0-40℃之間。溫度太高的話，電池儲(chǔ)存能力和電池循環(huán)壽命都會(huì)降低。其實(shí)夏天地面溫度超過(guò)40℃是大概率事件，而且眾所周知的是，夏天密閉車(chē)內(nèi)溫度或超過(guò)60℃，同理，電池包內(nèi)部也屬于密閉空間，同樣也會(huì)很熱……對(duì)于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，完善的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)必不可少。

2011年在北美大規(guī)模銷(xiāo)售的某品牌電動(dòng)車(chē)，正式由于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)比較簡(jiǎn)單，5年后均出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的電池容量衰減，以至于北美車(chē)主們不得不自掏5000美元更換電池。

而溫度如果低于0℃的話，普通鋰電池放電能力就會(huì)相應(yīng)降低——也就是俗稱的“跑電”。而且，溫度越低，電池的電離活性越差，就會(huì)導(dǎo)致充電效率降低即“充電難，容量低”。好的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，在低溫充電前都會(huì)給電池包加熱升溫，接電狀態(tài)下甚至具備低能耗保溫功能。

其實(shí)也有企業(yè)開(kāi)發(fā)出了針對(duì)極端環(huán)境溫度的特種鋰電池，比如專為極地環(huán)境設(shè)計(jì)的，能在-40℃低溫下實(shí)現(xiàn)0.2C快速充電，以及不低于80%放電容量的低溫鋰電池；還有能在-50℃到70℃溫度區(qū)間內(nèi)不借助任何熱管理系統(tǒng)就能正常工作的寬溫鋰電池等等。

這些鋰電池在能量密度和成本方面都很難滿足車(chē)企的需求，所以對(duì)于車(chē)企來(lái)說(shuō)，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)依舊是保證電池壽命和工況的經(jīng)濟(jì)解決方案。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是怎么工作的？

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的工作原理和家用空調(diào)極為相似。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是測(cè)控單元負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)溫度，溫控總成驅(qū)動(dòng)導(dǎo)熱介質(zhì)完成最終的溫度控制。只不過(guò)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的溫控精度要比家用空調(diào)高很多，甚至可以對(duì)電池包內(nèi)單個(gè)電池單元的溫度實(shí)施監(jiān)控。

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)上常見(jiàn)的導(dǎo)熱介質(zhì)主要是空氣、液體與相變材料這三大類。處于效率和成本因素，目前主流的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)大多采用液體作為導(dǎo)熱介質(zhì)。而這類電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的核心部件就是泵機(jī)。

目前海拉為新能源汽車(chē)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)提供諸多核心零部件，最具代表性的就是電子循環(huán)水泵MPx，該水泵可按需精準(zhǔn)控制冷卻液的壓力和流量，將電動(dòng)汽車(chē)的電池包的工況溫度保持在理想水準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)的經(jīng)久耐用。

此外，LarsKostede先生表示，海拉的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)還針對(duì)車(chē)企尤其是中國(guó)車(chē)企，提供系統(tǒng)解決方案，而不僅僅單一產(chǎn)品解決方案——這點(diǎn)相當(dāng)重要……

那么，什么叫系統(tǒng)解決方案，什么是單一解決方案？

以買(mǎi)電腦為例，你告訴賣(mài)家你要的性能、用途還有所能承受的價(jià)格，賣(mài)家?guī)湍闾舫鰩卓町a(chǎn)品并告訴你保修政策，你看中了一款，付錢(qián)，并告知賣(mài)家希望安裝什么版本的操作系統(tǒng)，第二天電腦送到，你簽收即可，電腦壞了直接找商家——這叫系統(tǒng)解決方案。

而單一解決方案就是，你自己去市場(chǎng)上買(mǎi)機(jī)箱、CPU、風(fēng)扇、內(nèi)存、硬盤(pán)、顯卡，然后自己組裝一臺(tái)。這個(gè)過(guò)程沒(méi)兩天是搞不定的。而且組裝出來(lái)的電腦沒(méi)有整機(jī)保修，一旦當(dāng)機(jī)了，需要自己去一個(gè)一個(gè)排除配件故障，找到故障配件之后和相關(guān)配件供應(yīng)商溝通。而且，由于配件故障導(dǎo)致的第三方配件損毀，例如由于風(fēng)扇問(wèn)題導(dǎo)致CPU燒毀，充其量風(fēng)扇供應(yīng)商賠你一個(gè)新風(fēng)扇，CPU的損失是不賠的……

這就是系統(tǒng)解決方案和單一解決方案的區(qū)別。