### 电动车电池热管理方式演变

目前电动车动力电池的热管理经历了几个阶段：

1.  自然冷却阶段

最初动力电池是没有热管理的，动力电池的冷却主要是依靠电池箱体与外界的自然风对流散热。一些电动自行车和小型的EV采用的就是这种方式，自然冷却的电池包产热量少，没有强制冷却的需求，通常电池包的电量也小，约在十几kwh，续航约在100km左右。

自然冷却的电池最大的问题是没有加热系统，低温的使用会导致电池续航衰减和电池的老化。

2. 强制风冷阶段

 

随着电池能量密度的提升，慢慢的电池的发展重心从磷酸铁锂电池转到了三元锂电池，电池的产热越来越多。强制风冷是自然冷却和液冷的过渡阶段，通过在电池包内部增加循环风的管路，在一些产热量大的位置开设一些通风管口来增加散热。但是风冷的散热功率较低，散热效率较差，对于高续航的大容量电池包不适合。随着国标对电池包增加了IP67的防水等级要求，强制风冷也会慢慢淡出市场。

3. 液冷阶段   液冷，即冷却液循环冷却，目前电池包内的液冷常见的有特斯拉的蛇形管液冷系统和奥迪e-tron的底部水冷等，液冷系统内通常包含一个chiller（制冷）一个PTC加热器，以满足不同环境温度和工作状态下的制冷和加热需求。有的热管理系统还会和电机的热管理回路耦合起来，通过三通阀将电池包的热量导至电机散热器。

以下为新技术扩展，并未广泛应用，目前市场上应用最多的为水冷板底部水冷。

 

4.冷媒直冷

 

冷媒直冷即采用制冷剂来对电池包进行冷却，不过存在的主要问题是制冷剂温度降低可能在零下，有可能造成电芯温度控制上的难度，而且还要单独布置一套加热系统。

5.浸没式冷却

浸没式冷却，顾名思义，是将电池泡在一种绝缘导热材料中，理论上来说，可以保证电芯和冷却介质的充分接触，来保证散热，但是目前技术的实现还有很多问题，目前不是市场上的主流冷却技术。由于没有参加过浸没式冷却系统的设计研发，恕无详述，仅做概念扩展。

6.相变储能冷却

 

相变材料，即可以在液态和固态之间切换的一种材料，吸热融化，储存热量，热量释放后凝固，可再次用于吸热。可以循环使用，目前相变材料使用的局限性在于增加相变材料后重量增加较多，会降低整包的能量密度。后期国家补贴退坡后，不知道会不会在市场上看到越来越多的相变材料应用。从储能的角度看，相变材料具备缓冲热突变的能力，不清楚后面会不会用在保温隔热技术上。

 

根据研究结果显示，石蜡-膨胀石墨复合相变材料，可以将系统温差降低至0.2摄氏度（没有提供电池组的详细参数，工况电流大小、电池型号等信息）。同时，研究还证明，相变材料，对于抑制热失控的蔓延有良好效果。

 

石蜡-膨胀石墨复合材料，石蜡作为相变材料，负责热量的吸收和储存，实现温控功能。石墨，具备微观多孔结构。当石蜡相转变成液态，石墨起到完美的吸附作用，避免材料出现液体状态。

鄙以为，未来的热管理方式随着电池技术的更新而发展，如果想要走入更广泛的市场，需要保证电池在中国跨度内的海南夏季高温环境和东北地区冬季低温环境的使用，可能不再单纯是纯电，也许会单独衍生一套热管理驱动，目标就是延长电池寿命，降低热失控风险，本人从事热仿真工作七年有余，熟悉动力电池系统的流动仿真和热仿真，具体使用ANSA软件做为电池包PACK建模的前处理，使用star ccm+进行动力电池包的热管理仿真求解，模拟动力电池在低温加热工况，高温快充工况、高温高速工况、低温保温和高温保温工况电池包内部电池温度变化情况，提出合理的热控制方案，如有项目咨询请留言。