眾所周知，電動(dòng)汽車最核心的部件之一便是動(dòng)力鋰電池，如同燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力鋰電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源也要一個(gè)合適的工作溫度區(qū)間，動(dòng)力鋰電池的溫度太高或者太低都會(huì)影響到電動(dòng)汽車的性能。

電池?zé)峁芾?電池冷卻

溫度對(duì)電池的安全性、充放電功率、壽命有著直接影響，一般來說，動(dòng)力鋰電池的最佳工作溫度是在15-35℃之間，但受環(huán)境溫度，以及電池放電過程中的自發(fā)熱屬性，電動(dòng)汽車的電池組溫度并不穩(wěn)定，因此要電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)來調(diào)節(jié)電池溫度。

最近，日產(chǎn)旗下的最新一代Leaf車型就遇到了電池過熱影響到車輛充電速度的問題。這款全球銷量突破30萬的電動(dòng)神車在過去憑借著可靠性和經(jīng)濟(jì)性，讓其在消費(fèi)者群體中獲得了不錯(cuò)的口碑，但是最近的充電功率受限問題讓其口碑評(píng)價(jià)掉轉(zhuǎn)直下。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

日產(chǎn)全新一代Leaf車型

日產(chǎn)新一代Leaf車型自去年九月公布以來，憑借著時(shí)尚的外觀、豐富的配置和大幅提升的續(xù)航里程獲得了不少消費(fèi)者青睞，銷量持續(xù)走高。但隨著用戶群的新增，這款車逐漸爆出了電池易過熱，進(jìn)而影響充電功率的問題。

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在推特上，一名用戶爆出照片，新款Leaf車型在快充時(shí)充電功率最大只能達(dá)到22kW，相比原本設(shè)定的50kW充電功率來說，這樣的表現(xiàn)顯然不能讓人接受。

全新一代Leaf車型的電池組容量為40kWh，相比最初的24kWh和30kWh版本車型，電池容量高出不少，在官方資料中顯示，40min即可充滿80%的電量，但因電池過熱充電功率受限之后，充滿電的時(shí)長(zhǎng)至少要延長(zhǎng)一倍。

有關(guān)日產(chǎn)Leaf車型暴露出的問題，我在這里就先不詳細(xì)說了，而是借著Leaf車型暴露出的問題簡(jiǎn)單聊聊電池組的散熱管理。常見的電池?zé)峁芾碇匾譃?類：自然冷卻、風(fēng)冷、水冷和直冷。

自然冷卻

所謂自然冷卻就是電池包沒有額外的裝置進(jìn)行換熱，完全靠周圍環(huán)境來平衡電池包的熱量。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。當(dāng)然缺點(diǎn)就是散熱性能較弱。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

圖示是第一代Leaf車型的電池包，采用的就是自然冷卻方式。可以看到采用這種冷卻方式的電池包外觀較為規(guī)整封閉，除了電流接口外沒有其它多余通口。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

圖示為最新一代Leaf車型的電池包，從結(jié)構(gòu)可以看到日產(chǎn)新一代Leaf車型依然采用了散熱能力最弱最被動(dòng)的自然冷卻。

根據(jù)搜集到的資料推斷，之所以選擇這樣的散熱方式，是因?yàn)槿债a(chǎn)Leaf車型采用了散熱性優(yōu)良的軟包電池，其有信心不采用風(fēng)冷或水冷結(jié)構(gòu)。但從現(xiàn)在的結(jié)果來看，顯然日產(chǎn)的判斷出現(xiàn)了偏差。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

兩代車型雖然電池包的外部尺寸幾乎相同，但電池包容量從第1代的24kWh提升到40kWh，能量密度提升了1.6倍。

在電池能量密度大幅提升的情況下，日產(chǎn)依舊選用自然冷卻方式顯然有些冒險(xiǎn)。一般情況下，在小容量小功率輸出的車型中，這種冷卻方式較為常見。

風(fēng)冷、水冷以及直冷介紹

風(fēng)冷

風(fēng)冷采用空氣作為換熱介質(zhì)。常見的有兩種，一種是被動(dòng)風(fēng)冷，直接采用外部空氣換熱。第二種則為主動(dòng)風(fēng)冷，可預(yù)先對(duì)外部空氣進(jìn)行加熱或冷卻后再進(jìn)入電池系統(tǒng)，相比之下第二種風(fēng)冷形式冷卻效率會(huì)更高。

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這種電池組冷卻方式在早期的電動(dòng)乘用車應(yīng)用廣泛，如起亞SoulEV，在現(xiàn)階段這種冷卻方式在乘用車上用得越來越少，目前更多是用在電動(dòng)巴士、電動(dòng)物流車上。

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用于冷卻電池組的氣流可由風(fēng)扇出現(xiàn)，或者通過車輛行駛撞風(fēng)出現(xiàn)。圖示為起亞SoulEV車型的透視圖，可以看到電池組上方布置有氣流通道用來給電池組散熱。

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通過車輛下方進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣，一部分通過電池組上方的進(jìn)氣口流入到電池組散熱通道內(nèi)，經(jīng)由排氣口排出車外，從而達(dá)到冷卻電池組的目的。

這種冷卻方式能夠在成本控制和電池性能維護(hù)方面取得一個(gè)比較好的平衡，當(dāng)然這種冷卻方式也存在著缺點(diǎn)，比如不能很好的維持電池單體性能的一致性。隨著電池性能的不斷提升，對(duì)冷卻要求越來越高，這種冷卻方式正在逐步被淘汰。

水冷

水冷一般是采用專門的冷卻液作為換熱介質(zhì)。水冷技術(shù)是基于液體熱交換的冷卻技術(shù)，比風(fēng)冷技術(shù)效率更高，電動(dòng)汽車電池組內(nèi)部溫度更均勻，其可與車輛的冷卻系統(tǒng)整合在一起。國(guó)外對(duì)水冷技術(shù)研究較早，應(yīng)用時(shí)間也較長(zhǎng)，目前大多數(shù)外國(guó)品牌電動(dòng)汽車都采用了水冷散熱。

相比自然冷卻和風(fēng)冷，水冷散熱效率更高，對(duì)電池組的溫度控制更為精確，能夠很好地保證電池組的一致性。當(dāng)然，缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)會(huì)更為復(fù)雜，成本也會(huì)大幅提升，關(guān)于電動(dòng)汽車來說，車體重量關(guān)于車輛續(xù)航影響較大，水冷技術(shù)由于冷卻液和相關(guān)部件的新增無疑會(huì)新增電池包的總體重量，這也是不可忽視的一個(gè)劣勢(shì)。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

國(guó)外主流汽車廠商在自家電動(dòng)汽車型上基本都采用了水冷方式對(duì)電池溫度進(jìn)行控制。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

我們以通用集團(tuán)下的雪佛蘭BoltEV車型為例，其電池包就采用了水冷冷卻技術(shù)，電池包除了必備的電流接口外，還布置有冷卻液接口。常見的冷卻液是乙二醇。

在電池包的內(nèi)部，除了電池模組外，還布置有冷卻板，其內(nèi)部流動(dòng)的冷卻液會(huì)帶走電池出現(xiàn)的熱量，從而達(dá)到控制電池組溫度的目的。

詳解別克VELITE6電池系統(tǒng)

一般而言，電池冷卻板照顧的是電池模組，但是通用集團(tuán)已經(jīng)應(yīng)用上了電芯級(jí)冷卻技術(shù)。冷卻板直接和電芯接觸，毫無疑問，這樣的冷卻方式效率會(huì)更高，同時(shí)電池單體性能一致性會(huì)更好。

假如你還不了解電芯、電池模組和電池包的關(guān)系，你可以從下面這篇文章中找到答案。

動(dòng)力鋰電池

詳解別克VELITE6電池系統(tǒng)

冷卻片的厚度僅為0.2mm，在冷卻片上均勻分布著導(dǎo)流槽，冷卻液可在里面流動(dòng)，能確保電池處于最適宜的工作溫度。

電池冷卻

直冷

直冷技術(shù)利用制冷劑(R134a等)蒸發(fā)潛熱的原理，在整車或電池系統(tǒng)中建立空調(diào)系統(tǒng)，將空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器安裝在電池系統(tǒng)中，制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)并快速高效地將電池系統(tǒng)的熱量帶走，相比冷卻液而言換熱效率可提升三倍以上。

電池?zé)峁芾?電池組冷卻

有資料推測(cè)顯示寶馬i3插電版車型上采用了這種直冷冷卻方式。圖示為寶馬i3電池包剖面圖，其中藍(lán)色部分為電池包的冷卻系統(tǒng)，可以看到其重要分布在電池包底部。