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浅析电动汽车电池PACK液冷系统性能与测试

2020-04-30 22:46:47·  来源：电动学堂  
　
作者单位：海马汽车有限公司1前言随着用户对电动汽车的要求提高，主机厂对动力电池系统的功率性和快充性能的要求越来越高，随之而来就是对电池PACK系统冷却设计
作者单位：海马汽车有限公司
1前言
随着用户对电动汽车的要求提高，主机厂对动力电池系统的功率性和快充性能的要求越来越高，随之而来就是对电池PACK系统冷却设计要求的提高，而因承担动力电池重要作用，液冷系统的性能越来越受到关注｡
对于液冷系统，国家和各大主机厂都在积极探索，并都有各自的方法标准和技术要求｡虽然有所不同，但大体上是从温室下密封性能､低温密封性能､静压强度性能､耐高温性能､压力循环性能､振动性能､内部腐蚀性能､爆破性能､耐候性能等方面做出具体要求，本作者针对液冷系统性能进行简单介绍，以供参考｡
2温室下密封性能
液冷系统本身要具备密封性能，业内普片采用湿检与干检进行测试｡其中湿检要求1min中内不允许出现肉眼可见气泡;干检时泄露量不大于1ml/min｡
湿检：在湿式密封性试验台上，向沉没在水槽内的液冷系统，内部通以200kPa的压缩空气，保压时间60s｡
干检：在干式密封性试验台上，向散热器内部通以200kPa的压缩空气，保压时间为180s｡按式(1)换算为渗漏量；
 
式中：F--渗漏量，cm3/min;V--液冷总成的总容积，cm3;∆p/∆T--压力损失，Pa/s｡当上述两种方法检测结论不一致时，优先采用湿检｡
3低温密封性能
因我国国土辽阔，南北温差大，东北极寒等自然情况，液冷系统必须验证低温密封性能｡具体可采用以下方法：
将液冷总成内部注入冰点为-45℃的防冻液，将其按实车状态放置于-40℃的低温箱里，10h后取出｡要求在10min内完成放掉冷却液，然后再湿式密封性试验台上，向沉没在水槽内的液冷系统内部通以50kPa±10kPa的压缩空气，保压60s，试验过程中不允许有肉眼可见的气泡｡
4静压强度性能
将液冷总成(集流体和口琴管)内部通以压力为200kPa的水或压缩空气，保压1h，重复3次，零件的变形小于0.5mm｡
5耐高温性能试验
将液冷系统内部通以50%的乙二醇和50%的水(体积比)，并施以150kpa的压力，在的环境温度下进行200h耐高温试验，介质温度为130℃±5℃，试验后按2的规定进行密封性检测｡
6压力循环性能
压力循环性能检测在专用试验装置上进行｡将液冷系统置于常温环境中，内部通以液冷系统内部通以50%的乙二醇和50%的水(体积比)，并施以150kpa的压力，在40℃-70℃的环境温度下进行200h耐髙温试验，介质温度为130℃±5℃，试验后按2的规定进行密封性检测｡压力循环性能试验条件见表1｡
 
7振动性能
振动性能试验在振动试验台上进行｡试验时，将液冷系统内部注满常温水后密封，按实际使用时对液冷系统的安装方式，将液冷系统固定在试验台上，进行振动性能试验｡加速传感器固定在振动试验台的底面上面｡该试验台能实现正弦波振动｡频率､加速度和振动方向按表2规定｡试验后按2的规定进行密封性检测｡
 
8内部腐蚀性能
液冷系统内部腐蚀性试验在专用试验装置上进行｡
混合溶液温度：90℃±2℃
混合溶液流量：1.3L/a~15L/s｡
试验以90℃±2℃要求的温度和1.3L/a~15L/s要求的流量运行76h，停机静制8h为一个循环，停机期间进行溶液PH值检査和补救，共计14个循环;溶液检査分为PH值和外观检査，试验过程中不允许出现±1以上的PH值变化，溶液外观不允许出现浑浊和沉淀｡
混合溶液由40%防冻液和60%ASTM溶液组成(体积比)｡
防冻液型号：45%的乙二醇防冻液;冻结温度：-30℃
ASTM溶液：由1L蒸馏水与148mg的硫酸钠､165mg的氧化钠和138mg的碳酸氢钠配置｡
试验后按2的规定进行密封性检测｡
9爆破性能
爆破性能试验在爆破试验机上进行｡试验时，将液冷系统内部通入压缩空气，按0.5bar速率加压至3.5bar(应无泄漏)，继续0.5bar速率加压至失效，每次加压保压60s，记录失效压力及位置，爆破压力应不小于8bar｡
10结束语
除了以上性能外，依据材料要求还有拉伸强度､屈服强度､外部腐蚀性､压降测试等｡这些要求综合是为了保证液冷系统密封性能，即保证对电池PACK的冷却性能，又不会再突发情况下因漏液而危及电池PACK。本文对液冷系统性能验证及开发具有指导意义。
 
 
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