空冷式散熱系統(tǒng) 

 

空冷式散熱系統(tǒng)也叫風(fēng)冷式散熱系統(tǒng)?？绽涫降纳岱绞阶顬楹唵?，只需要讓空氣流經(jīng)電池表面帶走動力電池所產(chǎn)生的熱量，達到對動力電池組散熱的目的。根據(jù)通風(fēng)措施的不同，空冷式又有自然對流散熱和強制通風(fēng)散熱兩種方式。自然對流散熱不依靠外部附加的強制通風(fēng)措施（如加風(fēng)機等），只是通過電池包內(nèi)部流體自身因溫度變化而產(chǎn)生的氣流進行冷卻散熱的系統(tǒng)。強制對流冷卻散熱系統(tǒng)是在自然對流散熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加上了相應(yīng)的強制通風(fēng)技術(shù)的散熱系統(tǒng)。當(dāng)前動力電池空冷式散熱主要有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種系統(tǒng)。但該種方式效果較差，且很難達到較高的電池均溫性。 

 

 

串聯(lián)風(fēng)冷散熱/并聯(lián)風(fēng)冷散熱

 

02

 

液冷式散熱系統(tǒng) 

 

動力電池的液冷式散熱系統(tǒng)是指制冷劑直接或間接地接觸動力電池，然后通過液態(tài)流體的循環(huán)流動把電池包內(nèi)產(chǎn)生的熱量帶走達到散熱效果的一種散熱系統(tǒng)。其制冷劑可以是水、水和乙二醇的混合物、礦物質(zhì)油和R134a等，這些制冷劑擁有較高的導(dǎo)熱率，可以達到較好的散熱效果。當(dāng)前動力電池的液冷技術(shù)也擁有了相當(dāng)成熟的技術(shù)，在電動汽車的散熱系統(tǒng)中也有了相對廣泛的應(yīng)用，比如特斯拉電池包就是采用水和乙二醇的混合物的液冷方式散熱，寶馬i3采用R134a進行散熱。液冷式系統(tǒng)往往要求更復(fù)雜的更加嚴(yán)苛的結(jié)構(gòu)設(shè)計以防止液態(tài)制冷劑的泄漏以及保證電池包內(nèi)電池單體之間的均勻性，而液冷系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)也使得整套散熱系統(tǒng)變得十分笨重，不僅增加整車的重量，使得整車的負(fù)擔(dān)大大增加，而且同時由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及高密封性使得液冷系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)相對困難，維護成本也相應(yīng)增加。

 

03

 

相變材料式散熱系統(tǒng)

 

相變材料式散熱系統(tǒng)是以相變材料作為傳熱介質(zhì)，利用相變材料在發(fā)生相變時可以儲能與放能的特性達到對動力電池低溫加熱與高溫散熱的效果。但相變材料的熱導(dǎo)率比較低，為了改變材料的固有缺陷，人們向相變材料中填充一些金屬材料，例如有些研究中將很薄的鋁板填充到相變材料中從而達到提高熱導(dǎo)率的目的。為了提高相變材料的熱導(dǎo)率，還有人提出了向相變材料中填充碳纖維、碳納米管等。 

 

相變材料包裹電池式結(jié)構(gòu)

 

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熱管式散熱系統(tǒng) 

 

熱管作為一種高效的導(dǎo)熱原件，能夠快速高效地把熱能從一個地方輸送到另一個地方，也就是能夠把熱量快速有效地在兩個物體間進行傳輸。在電動汽車的熱管理系統(tǒng)中，國內(nèi)外很多學(xué)者也把熱管這一導(dǎo)熱原件應(yīng)用到動力電池的散熱中。與傳統(tǒng)的強制對流散熱系統(tǒng)相比，在引入熱管的散熱系統(tǒng)中，動力電池不僅能維持在正常工作的溫度范圍內(nèi)，而且各電池單體之間也能夠保持溫度的均勻性，這是強制冷卻散熱系統(tǒng)所不能達到的效果。但其質(zhì)量和體積過大，存在換熱極限。

 

熱管冷卻

 

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電池加熱系統(tǒng)

 

以上介紹了四種給電池散熱的方法，而應(yīng)用在寒冷地區(qū)的電動汽車，電池包往往需要加熱裝置。鋰電池自身特性決定，在溫度低于0℃以后，電池性能發(fā)揮就會受到影響，同時還伴有對電池壽命的損害。加熱器種類包括純電阻加熱，電熱膜加熱等。純電阻加熱器，發(fā)熱效率不高，同時占據(jù)的空間較大。優(yōu)點在于工作穩(wěn)定，技術(shù)成熟。加熱膜，自身材質(zhì)種類較多，各家名稱叫法并不統(tǒng)一。加熱膜以薄片的形式存在，宣稱的熱功率密度比較高，發(fā)熱效率高，理論上是比較理想的加熱形式。但其行業(yè)發(fā)展還不成熟，在汽車上應(yīng)用的時間比較短，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)只搜集到建筑行業(yè)的行標(biāo)，穩(wěn)定可靠性還有待測試和觀察。