Model3基于加热的快充电池热管理策略

【文/汽车电子设计朱玉龙】做不同的充电策略，不同温度和不同SOC下的允许功率也是不同的。

在SuperChargingv3出来以后，再加入“On-RouteBatteryWarmup”功能之后，与传统基于电池寿命+电池安全的热管理策略有一些不同，应用范围和软包&方壳电芯也存在差异，需要我们仔细比对。

热管理的策略Benchmark

在AVL的Benchmark报告里面，有以下的这个数据，我们可以看到Model3的充电功率提升是在电芯温度达到26度以后，然后电池的温度持续上升，达到49度，在前后这段时间电池冷却系统开始启动。从这个图里面，我们可以Model3里面对于快充的功率是建立在较高的温度提升上面的。

图1Benchmark的拐点温度

在BjørnNyland做了一些实验，我发现了一个更奇怪的事情，在持续的直流充电过程中，电芯在快充产热，在一定的温度范围内之内，前后两个电机的温度不断提升，不断产生热量加热电池。

如下图所示，这个实验是在Ionity的350kW的快充桩上做的，所以最高的Model3的功率可以达到近200kW，电芯的温度一直在提升，到峰值的54度。

图2充电桩（Max194kw）下的温度情况

在这个过程里面，前后电机的转子温度、电池冷却液的输入温度和电芯温度一览无余，大家看看这个策略。

图3在电池温度25度的时候，电机加热一直开

而在监控中，最高的温度达到了54.5度。特斯拉的温度传感器的布置和我们想的不太一样，所以这个温度的差异是布置的均一性造成的，不是实际的温度差异，在长模组里面，真实的温度差异不会只有1度。所以某种意义上，在这个直流快充的逻辑设计里面，是容忍电芯达到相当高的温度，然后在充电后期使用冷却系统再把电池的温度冷下来。

整体的温度提升

我觉得最最不可思议的事情，BjørnNyland在50kW做的实验也到了一个惊人的相似，在50kW的直流快充桩上的功率、SOC和温度的曲线描绘出来以后如下图所示，把电池的温度管理和我们常规的管理策略来看有非常大的差异，电池的温度一直在被加热到40°左右的时候才停止，虽然这个更低的许用功率已经能够满足50kW的需求。

前后电机的温度如下图所示，分别在90度和70度左右，这个是可以看到控制策略里面有意采取了加温的措施，所以在SOC达到65%左右之前，电池的冷却液（这时候该叫加热液）的温度比电芯的平均温度来得高。

图550kW的条件下前后电机继续加热

所以这么一来，特斯拉把整体快充的温度就是放在了26度以上才开始加功率，在较低功率下也使用较高的温度策略来充电，这个设计其实和我们之前在30-35度开始进行冷却的想法是完全不一样的。温度这个参量，在这里面有了更多的意义，只能从电芯的微观层面去解释了。

这个事情又要回到电芯层面了，在较高温度下的快充，如何保证温升在一定范围内，但是要有安全性。

小结：通过ScanMyTesla这个软件可以拿到不少的信息，真是从里面的软件参数反推一些细思极恐的策略。不知道说啥好，肯定对于软包和方壳的管理策略要重新思考。