近年來(lái)，電動(dòng)汽車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展。這類汽車中，動(dòng)力電池包的熱管理技術(shù)是純電動(dòng)車的關(guān)鍵技術(shù)。為保證電動(dòng)車的動(dòng)力性能及安全性，電池系統(tǒng)的熱管理有以下幾個(gè)目標(biāo)：

（1）保證單體電池處于適宜的工作溫度范圍，能夠在高溫環(huán)境中將熱量及時(shí)轉(zhuǎn)移、低溫環(huán)境中迅速加熱或者保溫；

（2）減小單體電池內(nèi)部不同部位之間的溫度差異，保證單體電池的溫度分布均勻；

（3）保持電池組內(nèi)部的溫度均衡，以避免電池間的不平衡而降低性能；

（4）消除因熱失控引發(fā)電池失效甚至爆炸等危險(xiǎn)；

（5）滿足電動(dòng)汽車輕型、緊湊的要求，成本低廉、安裝與維護(hù)簡(jiǎn)便；

（6）有效通風(fēng)，保證電池所產(chǎn)生的潛在有害氣體能及時(shí)排出，保證使用電池安全性；

（7）溫度等相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確靈敏的監(jiān)控管理，制定合理的異常情況應(yīng)對(duì)策略。

 

 

電池的熱管理包含多個(gè)方向：從電池本體出發(fā)，研究更加耐溫的電池材料，包括耐高溫、耐低溫的電極材料和電解液材料等；其次，研究更高效的材料，使得電池在滿足汽車充放電功率要求的前提下，發(fā)熱量更低；最后，從電池包的熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，通過(guò)設(shè)計(jì)自然散熱、強(qiáng)迫風(fēng)冷或者液冷設(shè)計(jì)控制電池包的溫度。前兩者屬于材料和電池單體研究范疇，而后者是熱設(shè)計(jì)工程師的工作重點(diǎn)。

       與常規(guī)的電子產(chǎn)品相同，電池的熱管理從散熱方式上講，同樣分為三種：被動(dòng)式風(fēng)冷散熱、主動(dòng)式風(fēng)冷散熱和液冷散熱。汽車在行駛過(guò)程中是運(yùn)動(dòng)的，外界環(huán)境自動(dòng)形成較高的風(fēng)速。因此，汽車系統(tǒng)中的被動(dòng)風(fēng)冷散熱與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的風(fēng)冷散熱有所區(qū)別，即被動(dòng)風(fēng)冷散熱的電池包內(nèi)依然可能具有較高的風(fēng)速。因此，此處將電池的熱管理按照兩種方案描述，即風(fēng)冷散熱和液冷散熱。

 

 

熱設(shè)計(jì)公眾號(hào)曾經(jīng)發(fā)表過(guò)數(shù)篇關(guān)于動(dòng)力電池?zé)峁芾淼木C述性文章，論及當(dāng)前常用的熱管理手段（可參考：

奧迪R8電動(dòng)續(xù)航450km揭秘：7344個(gè)電池單體以及純電動(dòng)汽車電池?zé)峁芾盹L(fēng)冷與液冷）。

       這些冷卻方案中，實(shí)際上與傳統(tǒng)的通訊設(shè)備、電力電子并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。熱量的管理形式都是從發(fā)熱體-導(dǎo)熱界面材料-（冷板）-散熱器（對(duì)于風(fēng)冷設(shè)計(jì)，沒(méi)有冷板）。但眾所周知，浸沒(méi)式液冷在電子產(chǎn)品中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。前段時(shí)間的新聞提及，阿里巴巴甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心級(jí)的浸沒(méi)式液冷，PUE值更是逼近極限的1.0.而除了冷卻效率高、可靠性好，浸沒(méi)式液冷使用到動(dòng)力電池中帶來(lái)的另外一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是安全。如下的視頻很好地展示了其安全性。

 

       可以預(yù)測(cè)，除了在傳統(tǒng)的電子散熱領(lǐng)域非常有前景，浸沒(méi)式液冷也很可能是下一代動(dòng)力電池的先進(jìn)熱管理技術(shù)。

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