奔驰AMG的浸没式冷却电池系统

昨天我们谈到了Faraday FF91的电芯浸没式冷却模组,它是最新的量产款采用改种技术的BEV,今天我们再来看下另一个采用该种设计思路的车企:Mercedes-AMG。
Mercedes-AMG在上个月30号发布了它们的电气化策略,包括高性能混合动力和纯电动技术,其中高性能的混动HEV称之为HPB(High Performance Battery),这个技术来自于AMG的F1赛车,所采用的就是对电芯浸没式冷却的方案。
HPB的电池系统如下所示:总的电量为6.1度,重约89kg,功率密度为1700W/kg,峰值功率可达150kW,连续放电功率为70kW。

整个电池包采用圆柱电芯,共计560个电芯。电芯采用水平放置的方案,两端电连接,从下图可以看出整个包内冷却系统的布置。在包的一端设计有冷却泵,以满足电池包对冷却液流量的需求。在电池包的一侧设计有热交换器,用于对电池进行加热。

奔驰之所以选用浸没式冷却,最主要的还是要维系住电芯在最适合的温度范围,HPB的最佳温度奔驰定在45℃,HEV的频繁大功率充放,对于电芯的热管理能力要求更高。

浸没式的冷却在设计上有两个主要的难点,一个是结构上的密封性,无论是模组还是这种HEV的小电池包;第二个是用于浸没电芯的液体,这个是核心。根据AVL的一个报告,这种浸没用液体常见的有:Fluorinated liquids、Synthetic esters、Synthetic hydrocarbons、Silicones和Hydrocarbons。

在具体的选用时,要关注的液体特性除了耐高压绝缘外,还包括导热和流动性、流阻、低温特性、阻燃性、腐蚀性和成本等,上面几类常见的浸没液体特性对比如下:

常见液体的几家供应商如下:

浸没式冷却的电池系统在大功率充放和热失控表现上会比其他冷却方案的好一些,这让它在一些特殊场合,或对于能效和成本不敏感的车型上有一展拳脚之地。


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