电池冷却系统@@对电动汽车@@如何重要@@？

judy — Fri, 24 Nov 2023 06:54:32 +0000

本文要点@@：

现代电动汽车@@中最常见的两种电池是锂离子电池和锂聚合物电池@@。

过热是加速电池老化的罪魁祸首之一@@。

电动汽车@@的电池冷却系统@@可以调节电池组的温度@@@@。

1. 传统车辆与电动汽车@@@@

传统车辆以内燃机为基础@@，靠消耗燃油驱动行驶@@。因此@@进口石油在国家经济中占了很大比重@@。相比之下@@，以电力为能源的电动汽车@@不仅能支持经济发展@@，还能保障国家的能源安全@@。随着电动汽车@@的普及@@，了解电动汽车@@的功能@@，尤其是了解电池系统的工作原理十分重要@@。

电动汽车@@的行驶依赖可充电的电池@@。在为电动机提供电力的同时@@，电池会发热@@，需要通过热管理@@系统进行散热@@。电动汽车@@的电池冷却系统@@可以调节电池和其他电子系统的温度@@。那么@@，电动汽车@@的工作原理@@是什么@@？电池的冷却方式有哪些@@？

2. 电动汽车@@的工作原理@@

电动汽车@@是未来的出行方式@@。与传统汽车相比@@，电动汽车@@的驾驶体验更好@@，具有出色的扭矩@@、功率@@、速度和加速性能@@。除此之外@@，电动汽车@@还有其他优势@@，如零油耗@@、环保@@、维护需求小@@、高效和可靠@@性强@@。

这些优势得益于其工作原理@@：电能转换驱动机械运动@@。这需要电池@@、充电器和电机的彼此配合@@：可充电电池为电动汽车@@提供电能@@，然后电机根据需要转化成驱动力@@。电池的电量用尽后@@，电动汽车@@就会寸步难行@@。为了确保电动汽车@@的可靠@@行驶@@，电池非常关键@@。那么@@，常见的电池类型有哪几种@@？

3. 常见的电动汽车@@电池类型@@

电动汽车@@依赖各种类型的可充电电池@@。锂离子电池和锂聚合物电池是现代电动汽车@@中最常见的两种@@。相比于自身的重量@@，二者的能源密度很高@@。除此之外@@，镍氢电池也用于混合动力电动汽车@@@@，铅酸电池则用于电动汽车@@的辅助供电@@。

4. 电池温度过热的不利影响@@

过热是加速电池老化的罪魁祸首之一@@。发热会让电池难以工作@@，时间一长@@，电池性能会不断下降@@。直流快充不利于电池寿命@@@@，因为快充电流会导致电池温度升高@@。

电池温度高会导致电池液蒸发@@，损坏电池的内部结构@@，造成不可逆的伤害@@。在最佳温度下@@，放电功率@@可用性@@、再生制动充电和电池健康都处于最佳状态@@。而随着温度升高@@，电池寿命@@、电动汽车@@驾驶性能和经济性都会降低@@。因此@@，电池冷却系统@@在电动汽车@@中的作用不容小觑@@。

5. 电动汽车@@中的电池液冷系统@@

电池冷却系统@@可以调节电池组的温度@@，这是因为电动汽车@@使用含有乙二醇等液体冷却剂的冷却回路@@。其中@@，电动泵会让冷却液在电池内循环流动@@，散热器则将热量释放到周围环境中@@。

电动汽车@@的电池冷却系统@@可分为两种@@：被动液体冷却系统@@和主动液体冷却系统@@@@。

被动液体冷却系统@@

在被动液冷系统中@@，冷却功率@@取决于环境温度和电池温度之间的温差@@。在散热器后面连接风扇@@，可以提高冷却性能@@。

主动液体冷却系统@@

当环境温度高于电池温度或二者的温差太小时@@，主动式液冷系统就会发挥作用@@。主动液冷系统由两个回路组成@@。其主回路与被动液冷系统类似@@。二级回路则位于空调回路中@@，由两个热交换器组成@@，分别用作蒸发器和冷凝器@@。

要确保电力驱动的可靠@@性@@，电动汽车@@电池冷却系统@@的快速反应至关重要@@。为此@@，需要对电池的热管理@@系统进行准确@@、可靠@@的仿真分析@@，以便在设计早期识别问题@@，减少产品落地时的潜在风险@@。

6. 热管理@@系统的仿真分析解决方案@@

随着电动汽车@@的行业发展进入快车道@@，新能源汽车的@@PCB用量可达传统汽车数倍@@@@，毫无疑问@@，其电子成本占整车比重上升@@。为了更高的性能和能效@@，产品的功率@@级必须能够管理较大的电流@@，同时满足严格的电能耗散和尺寸要求@@。

因此@@，设计人员面临着更加复杂的电池热管理@@挑战@@。但目前@@，许多热效应分析方式难以准确@@、可靠@@、综合地仿真其对电子的影响@@，例如电流过于集中等问题常被忽视@@，此时电热协同仿真分析是最佳解决方案@@。

Cadence Celsius Thermal Solver 是第一种专为电气与机械工程师设计的热分析技术@@。电气工程师可以扩展电源完整性分析@@，包括快速@@、准确和易于使用的热仿真@@；而机械工程师可以扩展现有的热分析方法@@，包括因电热相互作用产生的真实热源@@。

Celsius Thermal Solver 环境支持各个方面的热分析@@，可以快速准确地识别@@ IC 封装@@、PCB 和电子系统中的热问题@@。它采用创新的大规模并行求解器技术@@，仿真速度比传统热仿真器最高可快@@10 倍@@，同时显著减少内存使用@@。它还整合了有限元分析@@ (FEA) 和计算流体力学@@ (CFD)；利用@@ FEA 来处理传导@@，利用@@ CFD 来处理对流和气流@@。

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