常常撩科技 动力电池如何避免“高烧”

　　风冷采用空气作为换热介质。常见的有两种，一种是被动风冷，直接采用外部空气换热。第二种则为主动风冷，可预先对外部空气进行加热或冷却后再进入电池系统，相比之下第二种风冷形式冷却效率会更高。

这种电池组冷却方式在早期的电动乘用车应用广泛，如起亚Soul EV，在现阶段这种冷却方式在乘用车上用得越来越少，目前更多是用在电动巴士、电动物流车上。

用于冷却电池组的气流可由风扇产生，或者通过车辆行驶撞风产生。图示为起亚Soul EV车型的透视图，可以看到电池组上方布置有气流通道用来给电池组散热。

通过车辆下方进气口进入的空气，一部分通过电池组上方的进气口流入到电池组散热通道内，经由排气口排出车外，从而达到冷却电池组的目的。

　　这种冷却方式能够在成本控制和电池性能维护方面取得一个比较好的平衡，当然这种冷却方式也存在着缺点，比如不能很好的维持电池单体性能的一致性。随着电池性能的不断提升，对冷却要求越来越高，这种冷却方式正在逐步被淘汰。

　　水冷一般是采用专门的冷却液作为换热介质。水冷技术是基于液体热交换的冷却技术，比风冷技术效率更高，电动汽车电池组内部温度更均匀，其可与车辆的冷却系统整合在一起。国外对水冷技术研究较早，应用时间也较长，目前大多数外国品牌电动汽车都采用了水冷散热。

　　相比自然冷却和风冷，水冷散热效率更高，对电池组的温度控制更为精确，能够很好地保证电池组的一致性。当然，缺点就是结构会更为复杂，成本也会大幅提升，对于电动车来说，车体重量对于车辆续航影响较大，水冷技术由于冷却液和相关部件的增加无疑会增加电池包的总体重量，这也是不可忽视的一个劣势。

国外主流汽车厂商在自家电动车型上基本都采用了水冷方式对电池温度进行控制。

我们以通用集团下的雪佛兰Bolt EV车型为例，其电池包就采用了水冷冷却技术，电池包除了必备的电流接口外，还布置有冷却液接口。常见的冷却液是乙二醇。

　　在电池包的内部，除了电池模组外，还布置有冷却板，其内部流动的冷却液会带走电池产生的热量，从而达到控制电池组温度的目的。

一般而言，电池冷却板“照顾”的是电池模组，但是通用集团已经应用上了电芯级冷却技术。冷却板直接和电芯接触，毫无疑问，这样的冷却方式效率会更高，同时电池单体性能一致性会更好。

    如果你还不了解电芯、电池模组和电池包的关系，你可以从下面这篇文章中找到答案。

冷却片的厚度仅为0.2mm，在冷却片上均匀分布着导流槽，冷却液可在里面流动，能确保电池处于最适宜的工作温度。

　　关于这种电芯级液冷技术以及电池的生产过程，您可以点击下方回顾链接查看。

　　直冷技术利用制冷剂(R134a等)蒸发潜热的原理，在整车或电池系统中建立空调系统，将空调系统的蒸发器安装在电池系统中，制冷剂在蒸发器中蒸发并快速高效地将电池系统的热量带走，相比冷却液而言换热效率可提升三倍以上。

有资料推测显示宝马i3插电版车型上采用了这种直冷冷却方式。

图示为宝马i3电池包剖面图，其中蓝色部分为电池包的冷却系统，可以看到其主要分布在电池包底部。

这些管路即为宝马i3车型的电池冷却系统组成，制冷剂在管路内流动，通过蒸发吸热带走电池产生的热量。

　　编辑点评：综合四种冷却方式来看，水冷技术还是目前最为主流的方式。电池系统热管理方案除了需要考虑冷却效率以外还需要考虑所有电池芯温度的一致性，在这方面，水冷技术各方面的性能较为均衡。

    总的来看，电池发展的趋势始终朝着能量密度更高的方向迈进，而高能量密度的电池往往需要更高效、更安全的冷却方案，水冷方案在换热能力、换热一致性、电池包密封性、NVH等方面都有着不错的表现。其次水冷在传统车上早已成熟应用，有着完善的供应链，当电池系统的设计方案和工艺稳定后成本也可得到有效控制。