载重车在工况测试下的发热分析之磷酸铁锂篇

在汽车新能源产业中，投入最大的是乘用车，其次是专用车这块，有不少企业专攻这块。但是载重车一直没有多少企业愿意去尝试，一来因为这块的业务量不多，二来载重车对电池的要求高，不容易做好，需要大量的人力投入。投入与产出不成正比，因此多数企业不愿意去尝试。

重载车都是在一些极限工况下使用，比如自身载重几十吨，又要上下坡，瞬时要求输出的电流大。另外加上部环境差，经常高温或者低温。在这种环境下，考虑到安全，一般选择磷酸铁锂体系的电芯作为动力来源。

虽然磷酸铁锂高温性能好，可高达350℃，但长期处于高温环境下，寿命会衰退得很快。为了保证电池能够适应目标人群的使用要求，我们需要把温度控制在电池最适宜的温度区间内，以满足电池的寿命的最大要求。

今天要讲的这是一款载重车的电池系统发热情况，整车动力电池系统由6个电池包组成，分别位于整车车架的两端。该车型带制动能量回收系统，磷酸铁锂电芯，采用自然散热方式，电池包排布如下：

电池包测试时连接上位机，按照以下工况进行联调测试，记录测试过程中温度、电压、电流、内阻、SOC等数据。

▲电池包模拟工况——其中正值为充电，负值为放电

对测试后的数据进行整理，得到某一点的温度变化曲线图如下：

可以看出随着整车运行时间的增加，电池包的温度持续上升，到测试结束温度都没有达到稳态，所以在实际设计中要考虑加入冷却系统。

对电池系统内6个电池箱温度监测点进行统计，其中a、b为区分某时刻而编的序号，它们分别为测试起始和测试末尾温度最高时刻，每个电池箱有12个监测点，12个监测点温度曲线图如下：

在放电正式开始与结束，最大温升19℃，最大温差6℃。

▲模组电压采样点示意图

不论起始温度，还是最终温度，大多数箱体都是第7点、第8点的温度最高，正好处于电池箱中间部位。第7个点温度高符合预期，但第6个点温度反而较低，目前原因未知。另外第1个电池包第12个温度点与其它电池箱温度走势不太一样，可能此处接触电阻比其他地方大导致温升过高，需对此处连接的扭力进行复检。

载重车即使使用磷酸铁锂电芯，在频繁0.5C充电、1C放电情况下，也是需要考虑增加冷却系统的。从目前电池的发热温升和其使用环境来看，增加液冷系统会比较理想。