电动客车蓄电池主要使用铅酸蓄电池与锂离子电池，如今锂电池因为具有较高的性能和能量被广泛投入使用。锂电池具有很多优点。但是同样也有一些不足之处，其在低温的环境下充电、放电的性能不是很好，而且电池容量不是很大，承担车载的需求比较困难，在实际使用锂电池的过程中会组合多块电池即成为电池组后再进行使用，但是不同电池的性能多少存在差异，充放电时的温度也有一定差距，所以对电池的热管理系统进行研究改进是目前必须的任务。磷酸铁锂动力电池有很多优势，例如工作电压高、循环寿命长、自放电率低、能量密度大、无记忆效应等,这些优点在纯电动客车中有很大作用，所以动力锂电池被广泛应用在纯电动客车的制造中。由于这种电池的低温充电性能比较差，温度降低会使电池内阻变大,降低电化学反应的速度,极化内阻迅速提高,电池放电容量和放电平台降低,进而对电池功率和能量的输出口造成干扰。这在很大程度上对纯电动汽车在冬季的正常使用造成干扰。所以在目前锂电池的技术要求下，还应该对锂电池的保温与加热功能进行完善，保证它正常的使用电量,并且还要研究夏天动力电池的散热功能。本文对动力锂电池的保温加热与通风系统进行分析研究,此系统纯电动客车的批量应用上有一定的良好效果。
1、动力锂电池保温系统设计
从轴荷分配与装配空间方面进行研究,动力锂电池组通常都设置摆放在前后桥之间中段两边的位置,各个电池箱都具有自己单独的舱门，对维修提供方便的条件。因为不同的动力锂电池组在单独而且相对密闭的舱内进行安装的,所以要设计完善电池舱及电池箱的保温设施,以便更好地进行对动力电池组的保温。下面为相关保温设计:
1.1 对动力电池箱的设计
在动力电池箱的保温设计方面是利用在箱体内壁设置一层保温棉。由于保温棉比较柔软具有很强的抗压能力与防水能力,而且热传导率极低,材质通常是用无定型二氧化硅隔热材料、新型高温陶瓷纤维材料以及气凝胶隔热材料等。在动力锂电池正常工作过程中产生热量时,箱体内壁的保温棉就会起到绝热的功效,使得电池组产生的热量减少向箱外扩散的速度，是动力锂电池的第一层保温屏障。
1.2 对动力电池舱的设计
当在动力电池箱上的保温棉层无法阻挡正常工作产生的热量扩散时,就要在动力电池舱内上表面、前后立面与电池舱舱门内壁再设置一层保温棉。再设置这样一层屏障保证来确保电池组正常工作产生的热量在一定程度上更少的向电池舱外扩散,确保电池舱内的温度更接近要求,这是动力锂电池的第二层保温屏障。
2、动力锂电池加热系统设计
动力电池的加热系统由外部加热高压盒、电池模组加热设备与加热控制几方面组成,利用整体的加热系统设计来完成动力电池的多功能加热形式,确保在低温条件下电池组的合理运用。
2.1 电池组间安装加热膜或PTC
通过对热传导原理的应用，加大动力电池箱内箱体空间的利用度,在箱体内的每两排模组之间设计安装加热装备。通常使用的加热装备为加热膜或PTC方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆给加热膜或PTC进行通电工作的过程中会产生热量,再进行接触传导给电池模组。达到加热升温动力锂电池的效果。通常在添加加热膜时把加热膜放置在模组立面中间,将PTC放置在模组的底部。
2.2 加热高压盒与加热控制
上一部分是设计电池箱内加热器件，除此之外，还应该具备总体协调电池组充放电控制与加热控制的能力，即需要其外部的高压与低压电器设计来组成电池高压盒的总成件。电池高压盒的外部接口通常由电池的正负、充电的正负、放电的正负、加热的进出、充电的通讯、内部的通讯、整车的通讯、调试口与快速熔断开关等组成。这种的电池高压盒具有利用充电桩加热、行车加热、整车静止启动前的自加热等方式来加热动力电池。
2.2.1 通过充电桩加热方式
如果在整车动力电池组应该充电的时候,首先由BMS主控制板进行检查当前的电池组温度有没有在零度以上,当是这种情况时,就会进行闭合充电正极、充电负极、充电加热负极、断开充电加热正极等一系列操作,进行充电模式来给电池组正常充电；当不是这种情况时，就进行闭合充电加热正极、充电负极、充电加热负极、断开充电正极等一系列操作，使其进人加热模式进行电池组加热，在电池组的温度上升到零度以上之后,再进行断开充电加热正极，以及闭合充电正极的操作切换到充电的模式。
2.2.2 行车加热方式
在寒冷的冬季时期,在进行整车的运行过程中，当发生电池组的温度过低的状况,也将会对电池组的放电输出功率造成影响，这种情况下就应该在已经闭合总负极的前提下再闭合自加热，打开行车加热正极,变为行车加热模式,可以使电池组一边输出电流给整车高压负载使用,一边又进行加热器件供电的工作,达到边行车边加热的效果。
2.2.3 整车静止启动前的自加热方式
同样在寒冷的冬季时期，因为过久的停放会造成整车电池组的温度降低到周围环境的温度,这种情况下电池组的放电功率通常都会由BMS主控制板控制,造成其放电功率输出会很小,无法提供整车的正常使用条件。这样就应该闭合自加热或闭合行车加热正极与总负极,再转换成自加热的模式，也是电池组自行输出电流进行对加热器件的供电工作,当电池组满足合适的温度以后再断开自加热或行车加热的正极。
3、可调节的通风系统设计
动力电池在冬季这种比较寒冷的条件下要进行保温以及加热,当然也应注意夏季的散热问题。所以要求电池舱保温设计要有多面性,不可以仅仅将电池舱设计成一个密闭的空间，还应该设计出一个灵活的、可以调节的通风口来满足夏季的散热要求。因为纯电动客车通常为匹配大电量、慢充式动力电池,整车在正常行驶过程中对动力电池的工作功率需求较为适中,利用自然通风冷却的条件就能够进行动力电池系统的散热。防水盒应在电池舱门内侧进行设计,上面采用活动盖的方式,能够打开与关闭。在冬季寒冷条件下,活动盖下翻至与防水罩贴合产生一个密闭的电池舱空间,进行电池舱保温工作。在夏季炎热条件下,活动盖上翻至与舱门面贴合，电池舱内的热量通过通风口散除到电池舱外，达到电池组散热的效果。
结束语：对比于传统燃油客车，电动客车近几年才投入研究，成熟的技术还有待开发，特别是电池的热管理技术方面。要求在以后的阶段能够研究出有效地解决电池热管理系统方面的技术，在电池热管理系统方面进行全面研究，电动客车一定会得到更好的发展。本文分析与探究了整车对动力电池的保温加热设计，发表了一些在动力电池保温加热通风设计技术方面的一些建议。
参考文献：
[1]张永康.动力锂离子电池模块充电器设计与性能检测[M].电源技术，2018.34(2):156-179.
[2］孔祥举.预加热对磷酸铁锂动力电池性能影响的研究[M].客车技术与研究，2017.35(4):125-166.
论文作者:许亮亮 陈春江
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：电池组论文; 电池论文; 锂电池论文; 客车论文; 正极论文; 动力电池论文; 动力论文; 《中国西部科技》2019年第24期论文;