電動汽車測試中熱管理的重要性

在電動車研發(fā)中使用溫度控制裝置可以模擬一系列的熱數(shù)據(jù)集，從而更好地量化電池的效率和壽命。  
 

 U型的管殼換熱器演示了初級和次級液體進(jìn)行的熱量交換

電動車的研發(fā)實驗室不斷地面臨各種新型的挑戰(zhàn)，來滿足整車廠在研發(fā)過程中會提出的測試、重復(fù)性和條件確認(rèn)等的要求。充電系統(tǒng)、DC直流變壓器、環(huán)境倉、噴射器和逆變器等領(lǐng)域都在不斷地產(chǎn)生新的技術(shù)。

電動出行的一個關(guān)鍵問題就是車輛電池所能承載的最高里程數(shù)。通過增加電池的功率可以得到更好的結(jié)果，同時需要整車廠不斷地改善能量管理。溫度因此扮演了比以往更重要的角色，因此使用循環(huán)的液體，配合流量調(diào)節(jié)單元，比以往更加重要。

 導(dǎo)熱液體在兩塊鋁板內(nèi)的蛇形回路中進(jìn)出的循環(huán)  

環(huán)境溫度影響到電池的電容量，用電負(fù)載的效率以及所有乘客的自身安全等。在阿拉斯加，環(huán)境溫度與迪拜相差甚遠(yuǎn)，所以如果電池過熱或過冷，電池的效率和壽命會降低，導(dǎo)致隨后的能源輸出減少。因此，在不同的溫度下，充電和放電以及做老化測試是確認(rèn)電池包效率和可預(yù)期壽命的關(guān)鍵。

LAUDA已經(jīng)有65年以上向?qū)嶒炇姨峁乜禺a(chǎn)品的經(jīng)驗，并且在新能源技術(shù)領(lǐng)域扮演了非常重要的角色。LAUDA TCU擁有強(qiáng)勁的加熱和制冷功率，非常寬的溫度控制范圍，可以運(yùn)行溫度變化曲線和程序來模擬特定的溫度條件,來分析電池包和電池的性能。

  一種用于間接控制工藝流體溫度的熱交換器和外部探頭  

在環(huán)境倉中放入一個冷板來為測試電池芯片、電池包或其它的零部件提供一種測試條件。鋁制換熱板內(nèi)部有蛇形的導(dǎo)熱液體通道，構(gòu)成了三明治樣的結(jié)構(gòu)，電池包可以放置其間進(jìn)行溫度控制。

導(dǎo)熱液體被LAUDA的溫控單元循環(huán)到每一個板中，電池可以維持在所需要的溫度下。另外，可以運(yùn)行一個特定的程序/溫度變化曲線來滿足測試溫度的要求。

如果要求使用的導(dǎo)熱液體由于化學(xué)不匹配性不能夠在LAUDA的TCU中直接通過，如腐蝕性液體，帶有較大顆粒的液體或低溫下粘度很高的液體，在這種情況下，我們會使用間接換熱的解決方案來完成測試。

通過連接一個換熱器如板式換熱器或者列管換熱器到TCU上，電池測試包中的第一級換熱液體可以在外部溫控探針Pt 100的輔助下被控制到所需要的溫度。第二級回路中的導(dǎo)熱液體泵入和泵出LAUDA的TCU,通過基于Pt 100測到的溫度提高和降低其溫度。這樣的結(jié)果就是直接處理電池包的導(dǎo)熱液體會穩(wěn)定在測試單元所需要的溫度。

汽車電動汽車領(lǐng)域?qū)﹄姵丶夹g(shù)的早期研究主要集中在溫度控制上——將電池組保持在一個特定的設(shè)定值，或提供一個類似前面提到的循環(huán)程序，以更好地了解電池的性能。然而，冷卻流體的控制和測量現(xiàn)在也變得同樣重要。 與傳統(tǒng)的燃料驅(qū)動汽車類似，水-乙二醇基冷卻劑也經(jīng)常用于電動汽車。 由于高壓(高達(dá)800V)，這些冷卻劑的電導(dǎo)率必須保持在非常低的水平，以防止電閃絡(luò)。 磁感應(yīng)體積流量測量方法可用于這些應(yīng)用。 現(xiàn)在非常重要的是，需要在車輛上原位復(fù)制電池組將接收到的冷卻流體的準(zhǔn)確流速。  

  一個長期測試程序圖線（如左圖）匹配快速和可靠的溫度變化 -- 從-50ºC 到 20ºC（如右圖）

LAUDA為Integral XT系列 (TCU) 研發(fā)了一套*匹配的流量控制單元，來為水乙二醇提供準(zhǔn)確的流量測量及控制，溫度范圍從-40°C 到90°C, 或者 140°C (只適用在LAUDA密閉帶壓系統(tǒng)中)，流量從0.2 L/min到80 L/min。這使得在研發(fā)測試過程中可以控制和復(fù)制不同的流量，為在后續(xù)終端車輛提供必要的流量驗證。 這樣做的好處是，在開發(fā)階段可以評估和優(yōu)化一套基于驅(qū)動組件或電池將面臨的現(xiàn)實條件的更明確的結(jié)果。2021年發(fā)布了LAUDA Integral XT (TCU) 系列配套使用的流量控制單元（flow control MID 80)，該產(chǎn)品與LAUDA Intefral XT (TCU) 系列配套使用，能使水/乙二醇混合液在沸點以上高達(dá)140°C的壓力下工作。

 LAUDA Integral XT 與流量控制單元配套展示