動力電池是電動汽車的能量來源，在充放電過程中電池本身會伴隨產生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多工作特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。

電池熱效應問題也會影響到整車的性能和循環壽命，因此，做好熱管理對電池的性能、壽命至整車行駛里程都十分重要。

接下來，就從電池熱管理系統及設計流程、零部件類型及選型、熱管理系統性能及驗證等幾個方面來和大家聊一聊：

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動力電池熱管理必要性

1、電池熱量的產生

由于電池阻抗的存在，在電池充放電過程中，電流通過電池導致電池內部產生熱量。另外，由于電池內部的電化學反應也會造成一定的生熱量。

2、溫度升高對電池壽命的影響

從上面兩個圖可以看出，溫度對電池的日歷壽命有很大的影響。同樣的電芯，在環境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環境下，272天后電池的剩余容量已經達到80%。溫度升高32℃，電芯的日歷壽命下降了95%以上。因此，溫度對日歷壽命的影響極大，溫度越高日歷壽命衰退越嚴重。

從上面兩個圖可以看出，溫度對電池的循環壽命也有很大的影響。同一款電芯，當剩余容量為90%，25℃溫度下輸出容量為300kWh，而35℃溫度下的輸出容量僅為163kWh。溫度上升10℃，電芯的循環壽命下降了近50%。由此可見，溫度對電池的循環壽命有很大的影響。

因此，為了電池包性能的最優化，需要設計熱管理系統確保各電芯工作在一個合理的溫度范圍內。

02

熱管理系統的分類及介紹

不同的熱管理系統，零部件類型的結構不同、重量不同以及系統的成本不同和控制方式不同，使得系統所達到的性能也不相同。主要有如下五大類：

1、直冷系統

直冷系統具有系統緊湊、重量輕以及性能好的優點。但是此系統是一個雙蒸發器系統、系統沒有電池制熱、沒有冷凝水保護、制冷劑溫度不易控制且制冷劑系統壽命短。

2、低溫散熱器冷卻系統

低溫散熱器冷卻系統是電池的一個單獨系統，由散熱器、水泵和加熱器組成。該冷卻系統具有系統簡單、成本低、低溫環境下經濟節能等優點。但是此系統有著冷卻性能低、夏天水溫高、應用受天氣限制等缺點。

3、直接冷卻水冷卻系統

直接冷卻水冷卻系統具有系統緊湊、冷卻性能好以及工業應用范圍廣等優點。但是此系統零部件比直冷多、系統復雜、燃料經濟性差且壓縮機負荷高。此類型的冷卻系統是目前最常用的電池熱管理系統之一。

4、空冷/水冷混合冷卻系統

空冷/水冷混合冷卻系統中有兩個關鍵零部件：

1)水冷電池冷卻器;

2)空冷電池散熱器。

空冷/水冷混合冷卻系統具有系統緊湊、性能好且低溫環境下經濟節能等優點。但是此系統復雜、成本高、控制復雜且可靠性要求高。

5、直接空氣冷卻系統

此系統利用駕駛艙的低溫空氣對電池進行冷卻。

直接空氣冷卻系統具有系統簡單、空氣溫度可控以及成本低等優點。但是此系統并不是對所有類型的電芯都適合，浸濕后回復慢且電池內部會有污染的風險。