揭秘动力电池三大传热介质的热管理系统

动力电池是新能源汽车的关键技术，同时也是决定车辆成本与续航里程的重要因素。其中热管理系统从热管理控制性的角度，可分为主动式和被动式热管理；而从传热介质的角度，又可分为空气冷却式、液体冷却式与相变蓄热式热管理。下文小编将为大家详细介绍“动力电池三大传热介质的热管理系统”。

一、空气为传热介质的热管理

传热介质会很大程度影响热管理系统的性能与成本，空气作传热介质的原理是直接引入空气，使其流过电池模块达到散热效果，通常需要风扇、进出口风通等部件。进风来源一般有：外界空气通风被动式冷却、乘客舱空气通风被动式冷却／加热、外界或乘客舱空气主动式冷却／加热三种形式。

被动式的系统结构无需建立单独系统，直接利用现有环境。如冬季电池加热，可以利用乘客舱的热空气，若电池温度在车辆行驶中过高，乘客舱空气冷却效果不佳时，可吸入外界冷空气降温。而主动式系统相对复杂，需建立单独系统提供冷却（加热），根据电池状态进行控制，可根据电池使用需求来选择系统，但会增加整车成本与能源消耗。

二、液体为传热介质的热管理

该热管理系统以液体为介质的传热，需在模块与液体介质之间建立传热通通，比如水套，以对流和导热两种形式进行间接式加热和冷却，传热介质常采用水 、乙二醇，也可将极块沉浸在电介质的液体中直接传热，需要采用绝缘措施以免短路。

被动式液体冷却一般是通过液体－环境空气换热后再将茧引入电池进行二次换热，而主动式则是通过发动机冷却液－液体介质换热器，或者电加热／热油加热实现一级加热，以乘客舱空气／空调制冷剂－液体介质实现一级冷却。

对以空气和液体为介质的热管理系统由于需要风扇、水泵、换热器、加热器、管路以及其它附件而使结构过于庞大、复杂，同时也消耗了电池能量、阵低了电池的功率密度和能量密度。

水冷式电池冷却系统采用冷却液 (50%水／50%乙二醇）将电池热里，经电池冷却器传递至空调制冷剂系统，并通过冷凝器传递至环境中，电池进口水温经电池冷却器换热后容易达到较低的温度，可调节电池在适宜工作温度范围内运行。其中制冷剂系统主要部件有：冷凝器、电动压缩机、蒸发器、膨胀阀带截至阀、电池冷却器（膨胀阀带截至阀）及空调管等；冷却水路包括：电动水泵、电池（含冷却板）、电池冷却器以及水管、膨胀水箱等辅件。

三、相变蓄热式热管理

相变材料PCM 对电池进行冷却的原理是：在电池大电流放电时，相变材料将电池放出的热量吸收，自身相变使电池温度迅速阵低。此过程是系统把热量以相变热的形式储存在相变材料PCM中。在电池进行充电的时候，特别是在比较冷的天气环境下（大气温度远低于相变温度PCT )， PCM可将热量排放到环境中去。

相变材料用于电池热管理系统中具有不需要运动部件、不需要耗费电池额外能量等优势。具有高的相变潜热和导热率的相变材料，用于电池组的热管理系统中可以有效吸收充放电过程中放出热量，降低电池温升，保证电池在正常温度下工作。可以使大电流循环前后电池性能保持稳定。通过在石蜡中添加热导热率高的物质制成复合PCM，有助于提高材料的综合性能。