淺析電動汽車電池PACK液冷系統性能與測試

來源:海馬汽車有限公司

1.前言隨著用戶對電動汽車的要求提高,主機廠對動力電池系統的功率性和快充性能的要求越來越高,隨之而來就是對電池PACK系統冷卻設計要求的提高,而因承擔動力電池重要作用,液冷系統的性能越來越受到關注?對于液冷系統,國家和各大主機廠都在積極探索,并都有各自的方法標準和技術要求?雖然有所不同,但大體上是從溫室下密封性能?低溫密封性能?靜壓強度性能?耐高溫性能?壓力循環性能?振動性能?內部腐蝕性能?爆破性能?耐候性能等方面做出具體要求,本作者針對液冷系統性能進行簡單介紹,以供參考?

2.溫室下密封性能液冷系統本身要具備密封性能,業內普片采用濕檢與干檢進行測試?其中濕檢要求1min中內不允許出現肉眼可見氣泡;干檢時泄露量不大于1ml/min?濕檢:在濕式密封性試驗臺上,向沉沒在水槽內的液冷系統,內部通以200kPa的壓縮空氣,保壓時間60s?干檢:在干式密封性試驗臺上,向散熱器內部通以200kPa的壓縮空氣,保壓時間為180s?按式(1)換算為滲漏量;淺析電動汽車電池PACK液冷系統性能與測試的圖1式中:F--滲漏量,cm3/min;V--液冷總成的總容積,cm3;?p/?T--壓力損失,Pa/s?當上述兩種方法檢測結論不一致時,優先采用濕檢?

3.低溫密封性能因我國國土遼闊,南北溫差大,東北極寒等自然情況,液冷系統必須驗證低溫密封性能?具體可采用以下方法:將液冷總成內部注入冰點為-45℃的防凍液,將其按實車狀態放置于-40℃的低溫箱里,10h后取出?要求在10min內完成放掉冷卻液,然后再濕式密封性試驗臺上,向沉沒在水槽內的液冷系統內部通以50kPa±10kPa的壓縮空氣,保壓60s,試驗過程中不允許有肉眼可見的氣泡?

4.靜壓強度性能將液冷總成(集流體和口琴管)內部通以壓力為200kPa的水或壓縮空氣,保壓1h,重復3次,零件的變形小于0.5mm?

5.耐高溫性能試驗將液冷系統內部通以50%的乙二醇和50%的水(體積比),并施以150kpa的壓力,在的環境溫度下進行200h耐高溫試驗,介質溫度為130℃±5℃,試驗后按2的規定進行密封性檢測?

6.壓力循環性能壓力循環性能檢測在專用試驗裝置上進行?將液冷系統置于常溫環境中,內部通以液冷系統內部通以50%的乙二醇和50%的水(體積比),并施以150kpa的壓力,在40℃-70℃的環境溫度下進行200h耐髙溫試驗,介質溫度為130℃±5℃,試驗后按2的規定進行密封性檢測?壓力循環性能試驗條件見表1?淺析電動汽車電池PACK液冷系統性能與測試的圖27.振動性能振動性能試驗在振動試驗臺上進行?試驗時,將液冷系統內部注滿常溫水后密封,按實際使用時對液冷系統的安裝方式,將液冷系統固定在試驗臺上,進行振動性能試驗?加速傳感器固定在振動試驗臺的底面上面?該試驗臺能實現正弦波振動?頻率?加速度和振動方向按表2規定?試驗后按2的規定進行密封性檢測?淺析電動汽車電池PACK液冷系統性能與測試的圖38.內部腐蝕性能液冷系統內部腐蝕性試驗在專用試驗裝置上進行?混合溶液溫度:90℃±2℃混合溶液流量:1.3L/a~15L/s?試驗以90℃±2℃要求的溫度和1.3L/a~15L/s要求的流量運行76h,停機靜制8h為一個循環,停機期間進行溶液PH值檢査和補救,共計14個循環;溶液檢査分為PH值和外觀檢査,試驗過程中不允許出現±1以上的PH值變化,溶液外觀不允許出現渾濁和沉淀?混合溶液由40%防凍液和60%ASTM溶液組成(體積比)?防凍液型號:45%的乙二醇防凍液;凍結溫度:-30℃ASTM溶液:由1L蒸餾水與148mg的硫酸鈉?165mg的氧化鈉和138mg的碳酸氫鈉配置?試驗后按2的規定進行密封性檢測?

9.爆破性能爆破性能試驗在爆破試驗機上進行?試驗時,將液冷系統內部通入壓縮空氣,按0.5bar速率加壓至3.5bar(應無泄漏),繼續0.5bar速率加壓至失效,每次加壓保壓60s,記錄失效壓力及位置,爆破壓力應不小于8bar?

10.結束語除了以上性能外,依據材料要求還有拉伸強度?屈服強度?外部腐蝕性?壓降測試等?這些要求綜合是為了保證液冷系統密封性能,即保證對電池PACK的冷卻性能,又不會再突發情況下因漏液而危及電池PACK。本文對液冷系統性能驗證及開發具有指導意義。

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