电动汽车动力电池热管理技术

胡可月

摘要：动力电池在实际应用的过程当中相应的功率非常地大，然而当处于持续放电状态时产生的热量会使其工作性能得不到有效保障。在这样的情况下通过热管理系统作用的正常发挥可以有效降低电动电池上发的电量，通过风冷、液冷等一系列技术对其进行合理化降温，从而在最大程度上保障动力电池的实际应用性能。本文对当前电动汽车动力电池热管理技术进行了全面分析，希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：电动汽车;动力电池;热管理;技术

引言：

随着科技的不断向前发展以及电动汽车在实际应用中所具有的一系列优势当前电动汽车在我国的销售量变得越来越高，电动车由于其优异的性能取得了极大的运用。然而由于种种因素的影响，电动汽车在使用中电动电池所存在的热安全问题对电动汽车的使用造成了一定的影响。动力电池作为电动汽车在实际应用中最为重要的储能装置以及动力来源对其安全性能以及使用性能等一系列参数都有着很高的要求。就一般情况而言，动力电池在实际应用的过程当中要想使其性能能够得到充分保障，最佳的工作温度在15～40万 40℃这一范围之内。通过动力电池热管理系统作用的正常发挥可以通过各类传感器对电池的使用状态进行有效监控。当电池温度出现异常时，通过热动力系统可以及时对电池组进行散热或者是加热保温，使电池组温度时刻处于最佳的温度状态区间内。同时通过热管理技术的合理利用，可以使动力电池各个组成单元的散热处于均匀的状态当中。本文对动力电池热管理技术的发展进行了全面分析，并且对冷却系统及加热系统的实际情况进行了有效总结。

1动力电池热管理方式

为了有效保障电动力电池的功能，技术人员经过大量的研究为其配备了多种热管理方式，具体有空气冷却、液体冷却等等。其中PCM冷却方式和热管冷却是由于技术上的不成熟，主要应用于实验室研究阶段，在实际工程中应用数量相对比较少。而传统的热管理系统例如空气冷却、液体冷却等无法满足动力电池的实际使用需求因此也很难应用。

2空气冷却

空气冷却式动力电池热管理系统在实际应用的过程当中由于技术应用简单，因此该种方法当前在动力系统热管理工作中依然有一定的利用价值。根据空气冷却具体方式的不同，可以将其进一步分为串行通风以及并行通风两大分式。一般而言空气冷却系统整体结构较为简单，制造过程当中需要投入的经济成本相对较低，且该项技术在应用中并不存在漏液这一风险，因此在实际工程中取得了极其广泛的应用。但是该项技术由于本身所具有的劣势，换热效率极其低下。随着动力电池温度的升高，风扇消耗的功率将会进一步增加。因此人们为了进一步保障该项技术的应用效果，采取了大量的优化方式对风道以及进出风口进行了有效的优化设计。

3液体冷却

液体冷却系统在实际应用的过程当中为了有效提高冷却效果，一般采用一些液流质对热量进行吸收以及散发。相对于风冷系统，液冷系统在实际应用的过程当中拥有的换热系数更高，冷却速度更快。然而由于液冷系统本身所具有的劣势在生产中需要投入的成本较大，且该系统在应用中对密封性的要求极高。因此液冷系统很难做到轻量化生产。当前人们对于液体流道布置以及尺寸冷却介质材料等都有了非常深入的研究。结合冷却系统的具体冷却方式的區别，可以进一步将其分为接触式以及非接触式冷却。当前人们依然以冷却流道的布置选型作为研究工作进行的重点。有研究人员采取直接接触液冷，通过三进一出的冷却液流到对电池组进行有效散热。直接接触式液冷系统在应用中有着漏液的风险，同时对冷却介质的绝约性要求极高。为此在工程实际应用当中一般采用的都是非接触式液冷系统、液冷板作为当前动力电池冷液系统。发展的主要方向有回字形蜗牛交叉型液冷板、内置斜翅型液冷板等等。有研究人员通过双液冷板的布置方案极大地优化了电池包温度分布不均的问题。

综合文章上面所描述的内容，对于液体冷却技术要想使其应用效果得到有效保障，在今后的发展过程当中不仅要结合各类学科知识对其冷却流道进行有效的优化，此外还应当研究出具有更高冷却效率的冷却介质。除了传统的水以及乙二醇之外，还有更为新鲜的纳米液体等等。冷却系统虽然在实际应用的过程当中拥有极其极高的冷却效率，但是对密封性的要求也非常高。

4相变材料冷却

相变材料（PCM）冷却系统是通过相变材料在相变中吸收或释放大量潜热来对动力电池进行温度处理的。就当前而言，相变材料大致可以分为三大类型，分别为有机类、无机类以及复合相变材料等。石蜡、硬脂酸、聚乙二醇是当前应用较为广泛的相变材料。其中石蜡由于无毒无腐蚀性且价格较为便宜是当前研究工作在实际进行中关注的重点内容。为了有效克服无机相变材料在实际应用中具有的腐蚀性以及导热系数低等问题，研究者们经过大量的研究最终开发出了复合相变材料。在应用的过程当中可以再将这两者优势充分的结合起来，且同时有效地克服了这其余两项材料在应用中所具有的缺点，使得相变材料的实际使用范围得到了进一步的增大。

5动力电池热管理技术发展预测

基于本文对动力电池热管理系统发展现状的综合分析，对动力电池热管理系统未来的发展趋势如何预测如下：

首先，大部分动力电池的冷却系统依然采用取液冷。但是传统的冷却介质冷却效率更低，因此不利于轻量化设计工作。为此研究人员需要进行大量工作研究出更低成本且具有更高传热效率的冷却介质。

其次，将两种及以上的冷却方式结合起来，例如空气冷与热管结合。空气冷与相变材料结合等。从而寻找出一种最佳的冷却结组合，有效保障冷却效果。

6结束语

随着国家政策的大力扶持，当前电动汽车的使用范围变得越来越广。在这样的情况下有必要进一步提高热管理系统的冷却加热效率，全面优化动力电池的使用性能。

参考文献：

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