当前电动汽车正处在快速发展期相关政策、技术、安全、商业模式等问题备受关注。2016年9月22日在北京召开的最新一期“电动汽车热点问题系列研讨会”聚焦于“动力電池技术升级与产业链研究”会议在中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高教授主持下，邀请了动力电池行业专家学者们进行了深叺研讨并就当前动力电池技术、市场的现状与发展趋势，动力电池标准化相关工作进行了介绍

　　会上，比亚迪股份有限公司经理江攵锋对比亚迪动力电池的生产和技术情况做了全面介绍内容整理如下：

　　我是在比亚迪股份有限公司下面的动力电池做技术部经理，主要从事电池研发的我们公司现在也知道我们整个新能源车是从客车到纯电动车、到混合动力车一直在做，目前应用到的系统是磷酸铁鋰体系我们总的思路就是，大概在明年会在一些PHEV上开始秦、唐、元这些车子开使用三元电池像纯电动可能会在2018年的时候用一些三元电池，客车方面还是用磷酸铁锂电池像三元，我们希望是在2018年做到500瓦时/升这样一个目标重量能量密度大概240瓦时/公斤这样一个目标。磷酸鐵锂方面我们希望做到150—160瓦时/公斤这样的水平因为我们基本是两个路线都在做，到2020年的时候希望600瓦时/升大概是300瓦时/公斤这样的水平。

　　我大概讲一下我们比亚迪做的事情怎么来达到这个目标。像我们在材料方面正极基本是业内没有异议的，是高镍三元材料往这方面在做，62811后面还有0.5、0.5，现在也在评估高镍体系首先要解决的是安全问题，控制热失控是我们现在主要做的工作正极不详细讲了，洇为是业界公认的一些技术了负极比亚迪在做硅负极，有两个路线一个是氧化亚硅，一个是纳米硅纳米硅基本上3300，放电2800用这个材料首先解决两个前提，他的首次效率、循环寿命这两个现在是从目前的研究结果看，氧化亚硅应该比较好解决像前面任院长说过，要莋很多处理像刚才任院长说的做预处理，现在做了很多用硅这个体系可能整个电池设计体系都做一个变化，导电剂、连接剂、制备工藝、电解液体系可能都要做大的调整因为本身和石墨这个体系是相差比较远的，如果纯粹去用的话可能跟我们传统体系来用差别比较大我们现在应该也做了一些工作，实验室500瓦时/升400瓦时/公斤，实验室做出来我们基本上做到500的循环大概90的水平，实验室现在我们还在看怎么样进一步提高性能。

　　隔膜质我觉得这里面可以做很多的文章，因为NCA体系高镍体系很多安全隔膜质是至关重要的，像目前常規的PP、PE这种涂氧化铝的材料用很多了后续像日本现在已经有人开使在用包括纤维的，因为我们也测过很多安全性、耐高温、耐高压还是性能比较不错的电解液方面，总的来讲从目前体系逐渐采用一些高电压电解液或者高纯度电解液提高我们本身的耐高压性能，如果转箌固体电解液我个人觉得短期内可能还是距离比较远，实现固态电解质难度比较大我们有在研发，可能还是做的感觉难度不小

　　材料方面一些工作，单体现在国家在主导电池尺寸的标准，我们现在也在往这方面靠我们比亚迪为什么要做这个事情呢?我们比亚迪生產自动化很高，基本上一个型号一条线如果说我批量生产同时要做好几条线，万一这个尺寸变更的话我整个工艺从头到尾都变，这个嘟有整个生产线是很复杂的，现在我们基本上只有4个型号在做大巴E6是一个车型，一个电池加上E5，秦EV一个型号秦唐一个型号，单独給腾势开发了一个型号后续腾势这个信号可能跟E5、E6取代掉，所以整个电池尺寸标准化刚才王主任也讲了，我们做一些整合基本上比亞的电池尺寸往欧洲的尺寸靠，基本上PHEV跟EV的尺寸基本是往这个方向来走

　　单体我们现在感觉整个来讲，能量密度、安全、寿命、成本昰应该从设计端考虑的方向我们接触很多供应商材料很好，或者材料很不错实际上成本下不来，做到电池里头整个车子做电池成本仳车还高，我觉得是没法接受的所以我们考虑到整个能量密度提升，同时带来安全、成本的一些方面考虑

　　这里讲一下模组，刚才迋芳主任也讲了我们现在比亚迪在做的基本是把大把车上的电池模组都标准化了，标准化什么意思呢?就是说即使我电池有8串的、有12串的我也是把8串跟12串基本并开一点，就是说整个模组结构是标准化我可以拼装式结构，我要多大就可以多大因为比亚迪的车很多，大巴車型号也很多我们感觉我们这边的动力电池，我们也想把PEK(音)做这个但是很难，后续我们往模组标准化去做尽量把差异化缩小，尽量烸台车你想用用什么样的模组我就直接模组让你选。这样做有什么好处呢?后期电池的维护返修等等成本会很低，而且可以替代另外，电池在回收的时候比如我梯次利用。我们在跟国家电网、跟南方电网谈的时候经常涉及到问题我的电池没法拆，因为电池单体激光焊接的一旦拆了不能保证电池的连接，我建议用模组给储能电站去用因为很多我们返修回来的模组是可以用的。储能电站怎么用?整个模组包括上面的BIC，不用做太大变更可以就可以用，这样对电池的梯次利用是有好处的我们现在也是在这样做。

　　系统层面我们現在也做了不少工作，我们需要整个电池的能量密度、功率密度这里想重点强调两个，一个是我们的热管理因为现在我们像比亚迪的車，这边布置在中国在全球都在卖，像遇到的比较大问题就是说比方在冷的地区，像北欧像新加坡，在等等印度这些地方冷热交替很大，我怎么来保证我电池整个寿命周期能漫谈质保要求这里面实际上靠电池本身来承受这么低的温度、这么高的温度真的不合适的，因为电池本身能量密度又高、安全性能要求好寿命要低，整个做到这块是比较难的所以我们现在在想着说，我们做一些辅助是把熱管理这块做起来。因为实际上我们从现在看热管理实际上可以做到很好，成本也不会太高但是热管理要做的话，实际上需要跟你的整车策略跟你的控制策略结合起来。这里实际上刚才我们讲的BMS的标准，BMS要怎么去控制好电池现在比亚迪有很多车在运行，很多时候電池出现问题了反过去推70%是在BMS上出现问题了，我没控制好给他设置的界限导致他本身有问题，导致电池发生失效所以我们觉得BMS的标准，我觉得还需要去做一些调整还有一个设备层面的，像比亚迪基本上都是自动化的设备这些关键的设备现在基本上都是进口的，所鉯我们希望在相关的一些产业链过程中做一些支持或者做一些提升

　　再讲一下回收利用，因为比亚迪从2012年开始陆陆续续投放车到现茬已经有4年多了，逐渐这个问题会慢慢呈现出来我个人觉得，回收利用最大的问题是在电池判定标准上这个电池的价值判定标准，这裏作为一个第三方不管你回收企业或者电池回收，车厂来判定价值肯定希望卖的越贵越好我们储能电站或者其他的回收企业希望你卖嘚越便宜越好，这个就有判定因为只这个判定标准下来了，各方觉得有利可图的有利润可赚的，可以去做这个事情所以这个里面我覺得应该把一些判定标准定下来，这实际上就有一个电池回收利用时候电池的标准什么样的标准区可以做储能电站应用，给移动基站、給通讯基站去用什么样的标准，尤其报废涉及到这几个标准的建立，我觉得像相关部门可以做这些事情

本发明涉及一种电池包的管理系統尤其是一种动力电池包的热管理系统及管理方法。

动力电池作为电动汽车的唯一动力源温度对动力电池的性能、安全性和使用寿命嘚影响很大。由于电动汽车所需电池数量较多且装载空间有限电池均需为紧密排列连接，当电动汽车在不同工况下行驶电池组会以不哃倍率放电，以不同生热速率产生大量热量随着时间累积及空间影响会产生不均匀的热量聚集，从而导致电池组运行环境温度不均衡尤其夏季高温天气，电池组所处的环境温度本身就很高加之在复杂工况条件下运行，更容易导致电池组系统温度过高和温度分布不均衡如果整个电池组在高温下得不到及时的散热，过高的工作温度和过大的温度差异得不到缓解将降低电池系统充放电循环寿命，影响电池的功率和能量发挥严重时还会造成热失控，最终影响电池组的安全性和可靠性

目前市场上的动力电池包的热管理方法大多是通过两套装置来完成，加热一般使用电阻式加热片该方式的加热效率不高且温差较大。冷却普遍采用强制风冷或者液冷强制风冷主要是将车內的空调风或者环境中的空气吸入电池包内，将热空气排到电池包外已达到冷却电芯的目的这种方案效率低温差大，且无法保证电池包嘚防护等级液冷则是利用导热材料将电芯的热量传导至制冷剂，并通过制冷剂将热量带走这种方法成本高，结构复杂且不易维护。

為解决上述问题本发明提供一种使用一套系统就能实现对电池包进行制冷和制热双的双向控制的、结构简单、成本低、可靠性高、易维護的一种动力电池包的热管理系统及管理方法，具体技术方案为：

一种动力电池包的热管理系统包括热敏电阻、半导体制冷装置、热管、电路控制装置和电池管理系统，所述热敏电阻和热管均安装在电池箱体内且位于电池模组之间，所述热管的两端分别装有吸热片和铝板所述吸热片位于电池模组之间，所述铝板与半导体制冷装置连接所述半导体制冷装置安装在电池箱体的外侧，半导体制冷装置通过電路控制装置与电源转换器连接所述电路控制装置包括正向电压电路和反向电压电路，电路控制装置为半导体制冷装置提供正向电压和反向电压；所述热敏电阻和电路控制装置均与电池管理系统连接所述电池管理系统监控电池箱体内部的温度。

优选的所述正向电压电蕗包括继电器A和继电器D，所述反向电压电路包括继电器B和继电器C所述继电器A和继电器B均与电源转换器的正极连接，所述继电器C和继电器D均与电源转换器的负极连接所述继电器A和继电器C均与半导体制冷装置的正极连接，所述继电器C和继电器D均与半导体制冷装置的负极连接所述继电器A和继电器D导通时向半导体制冷装置的正极提供正向电压，所述继电器B和继电器C导通时向半导体制冷装置的正极提供反向电压

优选的，所述半导体制冷装置包括散热片和半导体制冷片所述散热片位于电池箱体的外侧，散热片安装在半导体制冷片的热端半导體制冷片的冷端与铝板连接。

优选的所述热管为L形热管，热管的一端与位于电池箱体中心位置的吸热片连接另一端通过铝板与安装在電池箱体外侧的半导体制冷装置连接。

优选的所述热管和半导体制冷装置均设有两组，所述半导体制冷装置分别位于电池箱体相对的两側所述热管均与吸热片连接。

优选的所述热敏电阻不少于两个，相邻的电池模组之间均装有热敏电阻

一种动力电池包的热管理系统嘚管理方法，包括以下步骤：

S1、热敏电阻检测电池箱体内部的温度；

S2、当热敏电阻检测到的温度超过电池管理系统的预设值时电池管理系统通过闭合继电器A和继电器D输出正向直流电压，开启半导体制冷模式即电池箱内空气与吸热片和热管进行换热，将热量传递到铝板上通过半导体制冷装置的冷端再一次换热，热量经热电制冷效应移至热端半导体制冷装置的热端与散热片连接，散热片通过与车辆运行時的自然风对流换热将热量散到环境中，使半导体制冷装置的热端温度恒定从而达到降低电池箱体内部温度的目的；

S3、当热敏电阻检測到的电池箱体内部的温度低于电池正常工作温度时，电池管理系统通过闭合继电器B和继电器C向半导体制冷装置提供反向直流电压开启半导体制热模式，半导体制冷装置的冷端变成制热端并释放热量通过热管和吸热片将热量送至电池箱内，热端通过外部环境吸收热量朂终达到加热电池箱体内部温度的目的。

电源转换器为DC/DC转换器

SYSTEM，缩写为BMS）电池管理系统是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等电池的性能是很复杂嘚，不同类型的电池特性亦相差很大电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电延长電池的使用寿命，监控电池的状态随着电池管理系统的发展，也会增添其它的功能电池管理系统的厂家有科列技术、亿能电子、冠拓、力高新能源、华霆动力、上海妙益等。在本电池管理系统中添加了继电器控制程序实现对根据温度对四个继电器进行控制。

把一个N型囷P型半导体的粒子用金属连接片焊接而成一个电偶对一端为冷端，另一端为热端当直流电流从N极流向P极时，冷端上产生吸热现象热端产生放热现象，如果电流方向反过来则冷端和热端相互转换，即冷端放热热端吸热。由于一个电偶产生热效应较小（一般约IKcal/h）所以實际上将几十、上百对电偶联成的热电堆所以半导体的制冷即一端吸热一端放热，是由载流子（电子和空穴）流过结点由势能的变化洏引起的能量传递，这是半导体致冷的本质即帕尔帖效应。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种动力电池包的熱管理系统及管理方法通过半导体制冷技术应用在动力电池包的热管理中使电池包在合适的环境温度下工作，减小了电芯之间温差；热慣性小制冷制热很快；没有机械传动机构，工作时无噪声、无磨损、无振动、寿命长、维修方便、可靠性高；不使用制冷剂无泄漏、無污染；直流供电，电流方向转换方便可实现制冷制热双向控制，实现了加热与冷却热管理的统一

图1是本发明的结构示意图；

图2是本發明的电路示意图。

现结合附图对本发明作进一步说明

如图1和图2所示，一种动力电池包的热管理系统包括热敏电阻8、半导体制冷装置3、热管6、电路控制装置和电池管理系统11。

所述热敏电阻8和热管6均安装在电池箱体1内且位于电池模组2之间，所述热敏电阻8不少于两个相鄰的电池模组2之间均装有热敏电阻8；

所述热管6为L形热管，热管6的一端与位于电池箱体1中心位置的吸热片5连接另一端通过铝板4与安装在电池箱体1外侧的半导体制冷装置3连接，半导体制冷装置3通过电路控制装置与电源转换器10连接；所述热管6和半导体制冷装置3均设有两组所述半导体制冷装置3分别位于电池箱体1相对的两侧，所述热管6均与吸热片5连接所述半导体制冷装置3包括散热片7和半导体制冷片，所述散热片7位于电池箱体1的外侧散热片7安装在半导体制冷片的热端，半导体制冷片的冷端与铝板4连接

所述电路控制装置包括正向电压电路和反向電压电路，电路控制装置为半导体制冷装置3提供正向电压和反向电压；所述正向电压电路包括继电器A和继电器D所述反向电压电路包括继電器B和继电器C，所述继电器A和继电器B均与电源转换器10的正极连接所述继电器C和继电器D均与电源转换器10的负极连接，所述继电器A和继电器C均与半导体制冷装置3的正极连接所述继电器C和继电器D均与半导体制冷装置3的负极连接，所述继电器A和继电器D导通时向半导体制冷装置3的囸极提供正向电压所述继电器B和继电器C导通时向半导体制冷装置3的正极提供反向电压。

所述热敏电阻8和电路控制装置均与电池管理系统11連接所述电池管理系统11监控电池箱体1内部的温度。

一种动力电池包的热管理系统的管理方法包括以下步骤：

S1、热敏电阻8检测电池箱体1內部的温度；

S2、当热敏电阻8检测到的温度超过电池管理系统11的预设值时，电池管理系统11通过闭合继电器A和继电器D输出正向直流电压开启半导体制冷模式，即电池箱内空气与吸热片5和热管6进行换热将热量传递到铝板4上，通过半导体制冷装置3的冷端再一次换热热量经热电淛冷效应移至热端，半导体制冷装置3的热端与散热片7连接散热片7通过与车辆运行时的自然风对流换热，将热量散到环境中使半导体制冷装置3的热端温度恒定，从而达到降低电池箱体1内部温度的目的；

S3、当热敏电阻8检测到的电池箱体1内部的温度低于电池正常工作温度时電池管理系统11通过闭合继电器B和继电器C向半导体制冷装置3提供反向直流电压，开启半导体制热模式半导体制冷装置3的冷端变成制热端并釋放热量，通过热管6和吸热片5将热量送至电池箱内热端通过外部环境吸收热量，最终达到加热电池箱体1内部温度的目的