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(chǎn)生一定熱量，從而導(dǎo)致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多工作特性參數(shù)，如內(nèi)阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。電池?zé)嵝?yīng)問題也會影響到整車的性能和循環(huán)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。

      本文就從電池熱管理系統(tǒng)及設(shè)計流程、零部件類型及選型、熱管理系統(tǒng)性能及驗證等幾個方面來和大家聊一聊：

01動力電池?zé)峁芾肀匾?/span>

1、電池?zé)崃康漠a(chǎn)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(dǎo)致電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量。另外，由于電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)也會造成一定的生熱量。

2、溫度升高對電池壽命的影響
      溫度的升高對電池的日歷壽命和循環(huán)壽命都有影響。

      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(huán)境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環(huán)境下，272天后電池的剩余容量已經(jīng)達(dá)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(yán)重。

      從上面兩個圖可以看出，溫度對電池的循環(huán)壽命也有很大的影響。同一款電芯，當(dāng)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(huán)壽命下降了近50%。由此可見，溫度對電池的循環(huán)壽命有很大的影響。

      因此，為了電池包性能的優(yōu)化，需要設(shè)計熱管理系統(tǒng)確保各電芯工作在一個合理的溫度范圍內(nèi)。

      熱管理系統(tǒng)的分類及介紹

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

1、直冷系統(tǒng)

     直冷系統(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、重量輕以及性能好的優(yōu)點。但是此系統(tǒng)是一個雙蒸發(fā)器系統(tǒng)、系統(tǒng)沒有電池制熱、沒有冷凝水保護(hù)、制冷劑溫度不易控制且制冷劑系統(tǒng)壽命短。
2、低溫散熱器冷卻系統(tǒng)

低溫散熱器冷卻系統(tǒng)是電池的一個單獨系統(tǒng)，由散熱器、水泵和加熱器組成。該冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、成本低、低溫環(huán)境下經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點。但是此系統(tǒng)有著冷卻性能低、夏天水溫高、應(yīng)用受天氣限制等缺點。
3、直接冷卻水冷卻系統(tǒng)

直接冷卻水冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、冷卻性能好以及工業(yè)應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。但是此系統(tǒng)零部件比直冷多、系統(tǒng)復(fù)雜、燃料經(jīng)濟(jì)性差且壓縮機(jī)負(fù)荷高。此類型的冷卻系統(tǒng)是目前常用的電池熱管理系統(tǒng)之一。
4、空冷/水冷混合冷卻系統(tǒng) 

空冷/水冷混合冷卻系統(tǒng)中有兩個關(guān)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(tǒng)具有系統(tǒng)緊湊、性能好且低溫環(huán)境下經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點。但是此系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、控制復(fù)雜且可靠性要求高。
5、直接空氣冷卻系統(tǒng)

此系統(tǒng)利用駕駛艙的低溫空氣對電池進(jìn)行冷卻。
直接空氣冷卻系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、空氣溫度可控以及成本低等優(yōu)點。但是此系統(tǒng)并不是對所有類型的電芯都適合，浸濕后回復(fù)慢且電池內(nèi)部會有污染的風(fēng)險。

03熱管理系統(tǒng)設(shè)計流程

1、產(chǎn)品開發(fā)流程
電池熱管理系統(tǒng)的開發(fā)流程應(yīng)與電池包開發(fā)流程保持一致。熱管理系統(tǒng)的設(shè)計貫穿于整個電池包的設(shè)計過程中，在整車開發(fā)經(jīng)過A樣件、B樣件、C樣件、D樣件以及產(chǎn)品5個階段，電池?zé)峁芾韰⑴c每個階段的設(shè)計、更改、試制以及驗證。

      小編想說電池的溫度直接影響了電池的安全性，因此電池的熱管理系統(tǒng)設(shè)計研究是電池系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)鍵的工作之一。必須嚴(yán)格按照電池的熱管理設(shè)計流程、電池的熱管理系統(tǒng)及零部件類型、熱管理系統(tǒng)的零部件選型及熱管理系統(tǒng)的性能評估等多個方面來進(jìn)行電池系統(tǒng)熱管理的設(shè)計和驗證，才能保證電池的性能和安全性。