（上万清源智动车有限公司 311200）
摘要：借助动力锂电池低温性能，进而设计电动客车动力锂电池多功能加热、双层保温以及舱门可调性通风系统。经过实验应用之后，其效果较为良好。此文对电池加热保温系统的设计展开探讨，针对电池系统中的常用加热方法展开阐述，为电动客车锂电池热管理设计带来了较为有效的思路以及方法。
关键词：电动客车；动力锂电池；通风；加热；保温；
锂动力电池的优点为工作电压比较高，能量密度比较高，循环的寿命比较长，自放电率比较低以及无记忆效应。所以现在电动汽车中应用得非常广泛，然而此种电池低温充电性能较差，如果温度下降电池的内阻值就会增高，这样电化学反应的速率变慢，而极化内阻就会短时间快速提高，电池的放电容量以及放电平台也会下降，这样一来电池的功率以及能量输出都会受到影响。但在低温条件下进行充电，电池正极锂会很快地脱出，而负极锂的内部嵌入速度非常迟缓，这样一来电极外表上锂金属不断累积形成枝晶，电池就会出现短路问题，进而造成严重的安全隐患问题。这样在冬天电动汽车正常行驶就会受严重影响。所以以目前的锂电池技术水平，必须加强锂电池加热与保温方法的运用，保证电动车电量达到额定值，与此同时还必须分析夏季电池散热的问题。
1、客车动力锂电池保温系统介绍
通过轴荷的分配以及装配空间的层面对动力钾电池组进行分析，通常将系统设置到前后桥间的中段两侧舱的内部，所有电池箱安装了独立性舱门，便于开展维修工作。因为所有动力锂电池组全都安装到了相对来说较为封闭独立的舱内，所以电池箱以及电池舱必须加强保温工作，实现动力电池组的科学保温。下面就对两种方法进行分析：
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图1动力锂电池保温系统
1.1客车动力电池箱保温设计
此方法主要就是在箱体的内壁进行保温棉的粘贴。保温棉的特点为较强的柔软抗压能力，防水性能较强，热传导率非常低，其材料通常是无定型的隔热二氧化硅材料、高温陶瓷纤维材料又或者气凝胶隔热材料。动方锂电池在工作状态下会产生热量，因为箱体的内壁上保温郴具有绝热作用，这样就能够减弱电池组热量不断向外部扩散，这就是动力锂电池中的第一层保温功能。
1.2客车动力电池舱保温设计
在客车动力电池舱内部的上表面，前后面与电池舱舱门的内壁都要进行保温棉的粘贴。如果依照第一种手段不能实现工作热量的完全隔离，在电池舱内部的上表面、前后面与电池舱的舱门内壁分别进行保温棉粘贴就能够有效防止电池组热量不断扩散至电池舱的外部，确保电池舱的内部温度符合要求，这就是客车动力锂电池第二层保温功能。
2、客车动力锂电池加热系统分析
客车动力电池加热系统主要包括电池模组加热构件，外部加热高压盒与加热控制形式，设计整体有效的加热系统可以确保动力电池实现多功能加热，确保低温条件下电池组合理科学使用。
2.1在电池组之间设置PTC或者加热膜
借助热传导的原理，最大化利用动力电池箱的内部空间，箱体内部每两排模组进行加热器件安装。通常应用较普遍的加热器件是加热膜以及PTC。PTC指的是正温度系数，主要是指材料电阻能够伴随温度提升而升高。PTC的加热器件构造，PTC加热器主要是PTC元件，导热金属板以及引出导线共同构成。PTC元件属于PTC加热器中的发热元件，对于电连接而言，此元件将导线引出且串入到加热高压回路之中，针对结构而言，此元件绝缘密封到导热金属板的内部。导热金属板能够起到均热、导热功能，导热金属板厚度与PTC加热器厚度相同，通常情况PTC厚度要控制到大约8毫米。在PTC以及加热膜处于工作状态的时候就会产生一定热量，且随之传导至电池模组中，这样动力锂电池就能够实现升温效果；通常加热膜设置到模组立面的中间，而PTC会设置到模组的底端位置。
2.2加热高压盒与加热控制形式
此外，还必须进行外部低压与高压电器的设计进而构成电池高压盒的总成件，实现对电池组充放电控制以及加热控制的整体性协调功能。电池的高压盒外端接口主要包含充电正负、放电正负、电池正负、加热出入、全车通信、内部通信、充电通信、快速熔断开关以及调试口。电池高压盒利用以上功能能够依靠行车加热、全车静止启动前自热以及充电桩加热措施完成动力电池的升温加热。
（1）依靠充电桩进行加热。如果全车的动力电池组都必须进行充电，BMS的主控制板就会先对实时电池组的温度进行检测，检测其温度是否超过0 ℃，而如果超过的话，充电正极，充电负极以及充电加热负极就要闭合，且充电加热正极也要断开，在充电模式下为电池组充电。而如果不是，就要将充电加热正极，充电负极以及充电加热负极闭合，再将充电正极断开，在加热模式下为电池组加热，待到电池组温度超过0℃，就将充电加热正极断开，将充电正极闭合转换至充电模式。
（2）整车静止启动之前的自热。在冬季寒冷区域，车辆整体因为长久的停靠造成电池组温度与环境温度相接近，这种情况下电池组放电功率通常是由BMS主控制板进行控制，这种情况允许输出的放电功率很小，是不能达到整车的使用需求的。这种情况下可以采取将自加热、行车加热正极以及总负极闭合，转换到自加热的模式，电池组本身可以将电流输出至加热器件进行供电，待到电池组到达适当温度之后将自加热、行车加热的正极断开即可。
（3）行车加热。在冬季寒冷区域，在整车使用之时，若是存在电池组温度非常低的问题，就会对电池组放电输出功率的大小产生一定影响，在这种情况下就能够在总负极闭合的基础上再将自加热、行车加热的正极闭合，转换至行车加热模式，电池组将电流输出到全车高负载使用之时，实现加热器件的供电，进而实现行车与加热的同时进行。
3、可调节性通风系统
在冬季动力电池不仅要加热保温，而且必须有效处理夏季的散热问题。而这必须保证保温设计的柔性化特点，我们绝对不可以仅仅将电池舱制作为简单的密闭型空间，必须留出可调节以及可活动的通风口解决夏季的散热问题。因为电动客车中大部分都安装了慢充型的大电量动力电池，这样车辆行驶过程中在动力电池工作功率方面的要求较为适中，这样采取自然通风冷却的措施就能够达到动力电池系统散热要求。
将防水盒安装到电池舱门的内侧位置，上面安装活动盖，能够关闭打开。在冬季活动盖可以下翻和防水罩相贴合共同构建密实性电池舱空间，实现对电池舱的保温作用。在夏季活动盖上翻和舱门相贴合，这样电池舱的内部热量可以经过通风口排放到电池舱的外部，从而实现电池组的散热作用。
结束语
本文针对电动客车动力电池的加热保温展开设计研究，且提出有效科学的客车动力电池通风加热保温设计方案。此方案现已运用到了部分城市纯电动客车之中，且收获了非常好的成效，这就为城市纯电动客车动力电池加热保温设计提供了很好的借鉴参考。
参考文献：
[1]王回雷，张云逸，何方许.电动客车锂动力电池组热管理系统分析和应用[D].哈尔滨：黑龙江大学，2014.
[2]梁厂界，刘涵董，王军与.纯电动客车用电源热管理系统的CFD研究[J].客车技术与研究，2014，35（1）：5-8.