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生一定熱量，從而導致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多工作特性參數，如內阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。電池熱效應問題也會影響到整車的性能和循環壽命，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及設計流程、零部件類型及選型、熱管理系統性能及驗證等幾個方面來和大家聊一聊：

01動力電池熱管理必要性

1、電池熱量的產生
      由于電池阻抗的存在，在電池充放電過程中，電流通過電池導致電池內部產生熱量。另外，由于電池內部的電化學反應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，在環境溫度23℃，6238天后電池的剩余容量為80%，但是電池在55℃的環境下，272天后電池的剩余容量已經達到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重。

      從上面兩個圖可以看出，溫度對電池的循環壽命也有很大的影響。同一款電芯，當剩余容量為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℃ ，電芯的循環壽命下降了近50%。由此可見，溫度對電池的循環壽命有很大的影響。

      因此，為了電池包性能的優化，需要設計熱管理系統確保各電芯工作在一個合理的溫度范圍內。

      熱管理系統的分類及介紹

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

1、直冷系統

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

低溫散熱器冷卻系統是電池的一個單獨系統，由散熱器、水泵和加熱器組成。該冷卻系統具有系統簡單、成本低、低溫環境下經濟節能等優點。但是此系統有著冷卻性能低、夏天水溫高、應用受天氣限制等缺點。
3、直接冷卻水冷卻系統

直接冷卻水冷卻系統具有系統緊湊、冷卻性能好以及工業應用范圍廣等優點。但是此系統零部件比直冷多、系統復雜、燃料經濟性差且壓縮機負荷高。此類型的冷卻系統是目前常用的電池熱管理系統之一。
4、空冷/水冷混合冷卻系統 

空冷/水冷混合冷卻系統中有兩個關鍵零部件：
1）水冷電池冷卻器；
2）空冷電池散熱器。
空冷/水冷混合冷卻系統具有系統緊湊、性能好且低溫環境下經濟節能等優點。但是此系統復雜、成本高、控制復雜且可靠性要求高。
5、直接空氣冷卻系統

此系統利用駕駛艙的低溫空氣對電池進行冷卻。
直接空氣冷卻系統具有系統簡單、空氣溫度可控以及成本低等優點。但是此系統并不是對所有類型的電芯都適合，浸濕后回復慢且電池內部會有污染的風險。

03熱管理系統設計流程

1、產品開發流程
電池熱管理系統的開發流程應與電池包開發流程保持一致。熱管理系統的設計貫穿于整個電池包的設計過程中，在整車開發經過A樣件、B樣件、C樣件、D樣件以及產品5個階段，電池熱管理參與每個階段的設計、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設計研究是電池系統設計中關鍵的工作之一。必須嚴格按照電池的熱管理設計流程、電池的熱管理系統及零部件類型、熱管理系統的零部件選型及熱管理系統的性能評估等多個方面來進行電池系統熱管理的設計和驗證，才能保證電池的性能和安全性。