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來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-15 10:06
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電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)對于保障電動汽車的安全性和可靠性有著重要的意義。合理的電池熱管理系統(tǒng)可以提高電池組溫度的一致性程度，管控電池的工作溫度范圍，從而延長電池壽命，提高電池使用的安全性。電池在溫度過高的情況會引起熱失控問題，為有效控制電池溫度升高常采用的冷卻方式有空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻、熱管冷卻等。
空氣冷卻是以空氣為冷卻介質(zhì)，利用空氣流動來降低電池溫度，又分為主動風(fēng)冷和強制風(fēng)冷，主動風(fēng)冷一般從空氣的流量、電池布局和流道設(shè)計等方面研究，增加單體電池間距或是增大空氣流量均可使電池最大溫升降低，其中，空氣流速越大，電池組最高溫度越低，但電池組流場的一致性變差。有的將兩層電池交錯排列來保證流場的均勻分布，有的利用風(fēng)扇強制對流換熱，進口處采用漸縮型導(dǎo)流板，形成加速通道，出口處采用漸擴型引流板以減小風(fēng)阻，保證流場的均勻分布及避免渦流產(chǎn)生。
作為一種傳統(tǒng)的冷卻形式，液體冷卻是一種高效和廣泛的冷卻技術(shù)。增大冷卻液體流速或者增加冷板厚度能顯著降低電池組整體溫度和溫度不均勻性，但是這將造成附加荷載，如泵功率增大等。有學(xué)者著重研究液體流量、流動方向、通道數(shù)目以及入口尺寸對系統(tǒng)散熱性能的影響。
使用相變材料的電池管理系統(tǒng)，利用相變材料的相變潛熱吸收電池產(chǎn)生的熱量。用于電池?zé)峁芾淼南嘧儾牧闲枰休^大的相變潛能，相變溫度在電池的安全使用溫度范圍內(nèi)，相變前后的體積變化小，且易于封裝等，同時考慮石蠟具有低毒、價格便宜等優(yōu)點，一般選取其作為電池?zé)峁芾淼南嘧儾牧?。但是，石蠟的?dǎo)熱系數(shù)低，需要采取一些強化措施。石蠟與多孔物質(zhì)復(fù)合制備復(fù)合相變儲能材料，如膨脹石墨、泡沫銅和泡沫鋁等。
空氣冷卻的對流換熱系數(shù)低，在電池大倍率和高溫環(huán)境下運行時無法達到散熱要求；液體冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有潛在的導(dǎo)電流體泄露并與電池接觸引發(fā)短路的安全隱患；相變材料融化后散熱效率低，在電池循環(huán)使用累積產(chǎn)生大量熱量時容易引起熱失控。因此，研究學(xué)者還提出一些其他的電池冷卻方式。
加入翅片可以顯著降低電池組的最高溫度，改善溫度場的均勻性，同時也研究了翅片伸出長度、翅片厚度、翅片開縫寬度、翅片開縫數(shù)量對電池組熱管理的影響。有學(xué)者研究單管型熱管在動力電池系統(tǒng)中的冷卻性能，發(fā)現(xiàn)較小的空氣流量冷卻熱管即可降低電池溫度到合適區(qū)間。有學(xué)者對比半導(dǎo)體制冷與強制風(fēng)冷兩種冷卻方式對動力電池組散熱性能的影響，半導(dǎo)體制冷模塊在電池放電結(jié)束后可以迅速發(fā)生降溫。單純的采用風(fēng)冷、液冷或是相變冷卻（加熱）的換熱時間久，溫差相對較大，故有學(xué)者采用兩種冷卻方式并行的電池包熱管理系統(tǒng)。
目前，電動汽車仍需要提升續(xù)程里航，鋰電池作為動力電池的主流技術(shù)，瓶頸是高比能量動力電池的安全性。隨著能量密度的提高，熱失控幾率呈上升趨勢。通過研究電池的產(chǎn)熱、分布和設(shè)計合理的散熱管理可以很好地控制電池溫度，使其處于臨界熱失控溫度點下。
