1.混合動(dòng)力汽車不需要外部進(jìn)行充電，由汽車內(nèi)部的能量回收對(duì)能量進(jìn)行回收。2.插電混合動(dòng)力有外部充電插口，等于車輛有兩種不同的動(dòng)力源，在上下班代步出行時(shí)，可以直接使用電機(jī)供電，可以實(shí)現(xiàn)零油耗。從實(shí)際的效果來看，很多城市對(duì)于新能源汽車的插電混合動(dòng)力車型可以享受綠牌的待遇，當(dāng)成是純電動(dòng)車型來進(jìn)行管理。

另外，我們也可以看到，混合動(dòng)力汽車是指車輛使用兩種或者兩種以上的動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一般會(huì)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和另外一種新能源驅(qū)動(dòng)方式。在實(shí)際的行駛過程中可以通過回收能量的方式，對(duì)能量進(jìn)行儲(chǔ)存和再次利用，所以混合動(dòng)力車型的能耗比很高，可以節(jié)省燃油，也受到了很多駕駛?cè)说臍g迎。

插電混合動(dòng)力可以充電嗎

是的。插電混合動(dòng)力的最大特色就是可以對(duì)它充電，在汽車上有電池可供充電。這樣我們?cè)谌粘Ｐ旭偟臅r(shí)候，可以選擇電池供電的模式進(jìn)行駕駛，等電池的電量不足時(shí)可以通過外部的充電接口進(jìn)行充電，從而保證下次能夠正常的駕駛。這樣的好處是插電混合動(dòng)力車型可以實(shí)現(xiàn)零油耗，直接通過電池的電量來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然需要長途駕駛的時(shí)候也可以用燃油進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這樣就可以達(dá)到中短途新能源驅(qū)動(dòng)的效果。

混合動(dòng)力可以上新能源車牌嗎

單純的混合動(dòng)力車型并不能使用新能源車牌，而插電式的混合動(dòng)力車型則可以。所以我們會(huì)看到插電混合動(dòng)力的使用范圍會(huì)更廣，它和純電動(dòng)汽車相比多了汽油驅(qū)動(dòng)模式，在純電動(dòng)車型還沒有完全解決續(xù)航里程問題的時(shí)候，插電混合動(dòng)力是一種不錯(cuò)的選擇。而單純的混合動(dòng)力車型則因?yàn)椴荒芡饨与娫?，仍然需要由汽油來?qū)動(dòng)，所以慢慢的會(huì)被插電混動(dòng)和純電動(dòng)車型取代。

為什么插電混動(dòng)可以享受新能源車牌

主要是因?yàn)椴咫娀旌蟿?dòng)力車型它的機(jī)械原理決定的，它有外接的充電接口。我們可以根據(jù)插電混合動(dòng)力電池的容量來判斷能夠純電動(dòng)續(xù)航里程，這樣可以利用它電動(dòng)續(xù)航里程完成上下班代步出行的需求。所以插電混合動(dòng)力車型能夠在一段時(shí)間內(nèi)達(dá)到純電動(dòng)車型的原理，這也是它能夠享受新能源車牌的主要原因。

純電動(dòng)汽車的主要能量來源為動(dòng)力電池系統(tǒng)，其性能直接影響整車的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)燃油汽車最大的區(qū)別是用動(dòng)力電池作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，而作為銜接電池組、整車系統(tǒng)和電機(jī)的重要紐帶，電池管理系統(tǒng)(BMS)的重要性不言而喻。完善的 BMS能夠有效提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，并且延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池組及各電池單芯的運(yùn)行狀態(tài)，有效預(yù)防電池組自燃，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件預(yù)警，為保障安全贏得時(shí)間。

筆者在梳理電池管理系統(tǒng)開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)，為動(dòng)力電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，測試生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。計(jì)劃分為5個(gè)篇章來整理電池管理系統(tǒng)的開發(fā)中關(guān)鍵技術(shù)，今天首先聊一下第四篇章動(dòng)力電池?zé)峁芾碓O(shè)計(jì)研究探討。

圖1電池管理系統(tǒng)開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)前幾章節(jié)可以發(fā)現(xiàn)電池的溫度對(duì)于電池的狀態(tài)參數(shù)估計(jì)，電池均衡策略均有重要影響。電池管理系統(tǒng)中合理設(shè)計(jì)電池溫控系統(tǒng)，對(duì)于電池的工作具有重要作用。因此我們需要從電池生熱機(jī)理，傳熱機(jī)制進(jìn)行分析，然后利用單體模型構(gòu)建電池包進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，選取合適的相變材料作為電池工作中的儲(chǔ)熱材料，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)電池包散熱結(jié)構(gòu)。

動(dòng)力電池的產(chǎn)熱機(jī)理

鋰離子電池產(chǎn)生的熱量一般分為四部分：反應(yīng)熱、焦耳熱、極化熱、副反應(yīng)熱。相關(guān)研究表面當(dāng)對(duì)電池溫度低于70℃時(shí)，電池?zé)崃恐饕山苟鸁岷蜆O化熱組成，當(dāng)電池溫度升高超過70℃時(shí)，反應(yīng)熱大幅度增加，占電池?zé)崃恐饕糠帧?

圖2電池?zé)崃康闹饕獦?gòu)成

動(dòng)力電池的傳熱機(jī)理

根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，存在溫差的地方都有熱量傳遞，且都是從高溫物體傳遞到低溫物體，而熱量傳遞的三種基本方式為熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。對(duì)鋰離子電池來說，這三種熱傳遞方式均有可能存在。

圖3電池傳熱方式

鋰電池正負(fù)極材料和隔膜的多孔結(jié)構(gòu)，電解液趨于靜止?fàn)顟B(tài)，熱對(duì)流近乎忽略不計(jì)。電池外殼存在包裹材料而且不透明，內(nèi)部與外界熱輻射非常小，電池傳導(dǎo)方式主要是以熱傳導(dǎo)為主。由于電池內(nèi)部的熱傳導(dǎo)特性跟自身因素有關(guān)，因此我們無法改變電池內(nèi)部的熱傳導(dǎo);但是我們可以通過改變電池表面與外界進(jìn)行熱對(duì)流的換熱介質(zhì)和換熱條件，所以我們需要從電池與外界換熱方面考慮，設(shè)計(jì)更加高效的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。

單體電池?zé)崮Ｐ徒⒓膀?yàn)證

建立單體鋰離子電池?zé)崮Ｐ停瑢?duì)于仿真電池充放電過程中實(shí)時(shí)發(fā)熱情況具有重要作用。行業(yè)內(nèi)一般根據(jù)電池等效比熱容，導(dǎo)熱系數(shù)，密度和生熱速率進(jìn)行計(jì)算電池?zé)嵛镄詤?shù)。通過仿真軟件(Anasys Fluent軟件)建立鋰離子電池?zé)崮Ｐ?，模擬生熱溫度場。實(shí)驗(yàn)表面，電池溫升曲線與電池放電倍率成正比，電池?zé)崮Ｐ湍軌驕?zhǔn)確仿真電池表面溫度場變化。

圖4電池充放電表面溫升試驗(yàn)

電池包散熱方式

根據(jù)傳熱介質(zhì)不同，電池散熱方式主要分為空冷，液冷及相變材料冷卻等三種方式?？諝饫鋮s，結(jié)構(gòu)簡單，沒有漏液的風(fēng)險(xiǎn)，成本較低。但是缺點(diǎn)在于與電池壁面換熱系數(shù)較低，加熱速度慢。液冷優(yōu)點(diǎn)換熱系數(shù)高，冷卻速度快，體積小，但是重量大，有漏液風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。采用相變材料作為散熱介質(zhì)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)由于相變材料在相變時(shí)溫度保持恒定的溫度特性，可以將電池組的最大溫差控制在較小的范圍內(nèi)。并且相變潛熱相對(duì)很高，少量的材料就可以存儲(chǔ)大量的熱，可明顯降低重量，有利于車輛的輕量化。還有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是不消耗電池能量。相變材料已然成為動(dòng)力電池散熱的一種理想介質(zhì)。

目前針對(duì)新型輕質(zhì)形狀穩(wěn)定復(fù)合相變材料，主要成分有石蠟，膨脹石墨，高密度乙烯，碳纖維等，目前針對(duì)相變材料的發(fā)展方向存在兩個(gè)趨勢：

◎采用調(diào)整成分比例進(jìn)行提升導(dǎo)熱材料效率。

◎優(yōu)化相變材料的布置及強(qiáng)度，例如通過3D打印蜂窩結(jié)構(gòu)增加強(qiáng)度，并保證在結(jié)構(gòu)優(yōu)化后不改變相變材料的導(dǎo)熱率。

總結(jié)：

1.基于相變材料的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是相變材料的潛熱存儲(chǔ)有限，在極端情況下，電池產(chǎn)熱無法繼續(xù)吸收，造成熱失控。因此各大電池廠商常用和液冷散熱相結(jié)合方式進(jìn)行。

2. 進(jìn)一步提高 BMS安全性能和故障診斷技術(shù)，安全性能包括熱管理的安全和電池高壓安全，如何更穩(wěn)定的控制電池內(nèi)部熱均衡，防止對(duì)車輛和駕駛?cè)藛T造成傷害，尤其在車輛受到外力沖擊作用下，對(duì)電池管理安全性能，還需要大量的試驗(yàn)研究，當(dāng)以上問題措施失效時(shí)，電池管理系統(tǒng)能夠及時(shí)有效做出判斷和預(yù)警保證人員和車輛的安全性，都將是重點(diǎn)研究方向。

混合動(dòng)力汽車和插電式區(qū)別如下：

1.充電方式不同。插電式混合動(dòng)力汽車由于電池較大，所以需要充電，而普通的混合動(dòng)力汽車是不需要單獨(dú)為電池充電的。插電式混合動(dòng)力汽車的電池更大，電機(jī)功率也更大，在純電模式下續(xù)航里程更長。

2.牌照種類不同。普通的混合動(dòng)力汽車只能使用藍(lán)色的牌照，插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車需要使用綠色的新能源牌照。

3.性能及續(xù)航里程和油耗不同。插電式混合動(dòng)力汽車的性能更強(qiáng)，在純電模式下續(xù)航里程更長，并且油耗也更低。

4.電動(dòng)機(jī)所提供的作用不同。普通的混合動(dòng)力汽車電動(dòng)機(jī)大部分只是起到輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，普通的混合動(dòng)力汽車只在低速行駛或起步時(shí)才會(huì)使用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。

5.價(jià)格區(qū)間不同。一般的插電式混合動(dòng)力汽車都比較貴，有些高端品牌旗下的高端車型也有插電混合動(dòng)力版本。