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新能源汽车动力电池技术综述

摘要：随着新能源汽车在全球的广泛应用，新能源技术的发展越来越得到各

界的关注。而电池组是目前决定新能源汽车性能和续航能力的重要部分，因此提

升动力电池的性能和确保电池组的工作可靠性、安全性是当前新能源汽车领域的

关键研究课题。从目前的技术来看，冷却系统又是决定了动力电池性能的关键技

术，所以本文通过对动力电池冷却系统的工作原理、作用以及四种冷却技术特点

出发进行分析，探究冷却技术对动力电池的性能影响，从而为促进新能源汽车的

发展研究提供一点有用的资料。

关键词：动力电池；空气；液体；热管；冷却系统

1、动力电池冷却系统的工作原理

新能源汽车的冷却系统包含了动力系统和供电系统的冷却，动力系统冷却是

对驱动电机、控制器以及DC/DC等关系部分的冷却作用，而供电系统的冷却系统

则是对动力电池和车载充电器的冷却作用。动力电池在充放电过程中，由化学能

转换为电能，再由电能转换为动能，由于能量的转换会产生热能，所以当这些热

能无法及时释放的时候会使动力电池周边的温度升高，从而影响锂电池的稳定性

而使性能下降。如果动力电池长期处于高温状态下，不仅会影响性能，还会影响

电池的寿命，从而影响汽车的性能。此外，当出现极端天气时，也会对汽车动力

电池的性能造成影响。在相关的研究成果中提到诸多热管理的方法，所以对动力

电池采取热管理系统也重要环节。由于热管理系统的技术实验比较复杂，不仅会

受到模型大小、流场扰动、人员操作以及准确度的影响，还存在成本高、周期长

等劣势因素，因此往往采用CFD仿真系统来实现热管理系统的实验，从而实现预

研的目的，该方案具有限制条件少、信息完整、成本低和周期短的优势。

2、动力电池冷却系统的作用

虽然当前动力电池的储能水平以及转换比已经获得了极大的提升，但是仍然

是限制新能源汽车性能的关键环节，而动力电池的温度特性也对汽车的性能造成

非常大的影响，其中包括对寿命的影响。而动力电池冷却系统的应用，使电池能

够在适宜的环境下工作，从而保障汽车的性能。在炎热的夏天，电力驱动的汽车

由于在电池放电过程中产生大量的热量，使电池的性能下降，如果再加上风道设

计的不合理影响，还会进一步加剧问题严重性，还会提升汽车使用安全隐患。所

以设计性能优良的冷却系统，可以最大限度的保障动力电池的安全性和设备性能。

动力电池冷却系统正是利用了汽车电池组热量管理模型来对动力电池的温度进行

调节，当电池温度低时提供热量，当电池温度高时进行冷却，使动力电池处于最

佳的工作状态中，从而提升动力电池的性能。也就是说动力电池冷却系统的控制

水平决定了动力电池的性能。

2、动电电池冷却系统技术

2.1空气冷却电池技术

利用空气作为介质来对电池进行冷却作用的方式叫作空气冷却技术，其主要

原理是利用流热交换模式来实现降温的目的。该冷却技术以设备简单、维护成本

低、制造成本低廉等特点，因此在各类动力电池以及电子设备电池的保护装置中

被广泛应用。该技术虽然成本低、应用便捷，但是会受到导热系统和空气比热容

的影响，所以在实际应用过程中的冷却效果相对较差。而当前对于空气冷却电池

技术的研究方向主要是在空气体积流量、流道以及电池空间规划三个方面。我国

学者范德亮团队，就是利用流体力学的原理并通过仿真软件来对电池间距以电池

组工作温度的影响进行了研究分析，从而找到了最佳的动力电池组间距可以弱化

动力电池的集热现象，从而使温度的分布更加均匀。

2.2液体冷却电池技术

采用液体介质来对动力电池进行降低冷却的技术叫液体冷却电池技术，通常

是使用乙二醇和水的溶液再配合制冷剂来实现冷却效果的。该技术的优势是比热

容大、换热系数高等特点，相比空气冷却技术来讲具有更好的降低温度的效果。

在液体冷却电池技术中，又分为直接式和间接式，使用液体直接与电池进行接触

的方式称这直接式，而使用冷却管或者冷却盘板的方式来对电池实施降温的方式

称为间接冷却式。目前较为常见的技术研究方向是冷却剂组成优化、冷板或者盘

管通道设计、液体流量的优化等方面。国内研究者安州建等人对研究了氢氟醚工

质电子冷却介质NOVEC7000与传统的乙二醇冷却介质的冷却效果对比，发现使用

新型冷却液可以将动力电池的工作温度维持在35摄氏度左右，而采用使用乙二

醇混合溶液时则在电池工作一段时间后温度出现了明显的上升，说明新型冷却介

质在冷却效果方面要有明显优势。从各类研究成果的应用来看，液体冷却电池技

术也存在一些缺点，包括直接式冷却技术虽然使用了不导