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選了好久的話題，這次想初步總結(jié)下電池包的熱管理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)BMS來講，其實(shí)屬于周邊領(lǐng)域內(nèi)容；目前BMS硬件與熱管理相關(guān)的好像只是控制水泵與采集水管溫度，更多設(shè)計(jì)內(nèi)容都在軟件以及模組結(jié)構(gòu)、熱仿真部門。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

這次主要目標(biāo)是了解電動(dòng)汽車上電池包的加熱與冷卻的代表方案。冷卻方案：

風(fēng)冷

風(fēng)冷又分為自然冷卻與強(qiáng)制風(fēng)冷。自然冷卻就是將電池的熱量傳遞到周圍的空氣中，不施加額外的對(duì)流手段，某種程度上來講就是“聽天由命”；基本上早期的電動(dòng)汽車都是這種方案，像初代的秦、唐等電池包（下圖來源于網(wǎng)絡(luò)）；當(dāng)然布局上還是要考慮怎么把內(nèi)部電芯的熱給導(dǎo)出來。

強(qiáng)制風(fēng)冷就是加了風(fēng)扇，制造一個(gè)對(duì)流的工況，空氣會(huì)以一定的流速流經(jīng)電池表面，將熱量帶走到外部環(huán)境中；這里面會(huì)涉及到風(fēng)道、流場(chǎng)的設(shè)計(jì)、風(fēng)扇的選型等問題；此種方案也多見于早期的電動(dòng)汽車或者儲(chǔ)能模組中；例如雷諾的ZOE電池模組，密封蓋上面中間的孔為進(jìn)風(fēng)口，另外兩個(gè)為出風(fēng)口（下圖來源于網(wǎng)絡(luò)）。

液冷

液冷又可分為直接接觸式與間接接觸式。直接接觸式液冷就是將電芯完全浸入到冷卻液中（例如硅油），這種方案聽說微宏動(dòng)力有過，但我沒找到具體案例，應(yīng)用較少。間接接觸式是目前電池包主流的冷卻方案，指在電池與冷卻液之間隔了一個(gè)金屬板，通過這個(gè)金屬板來完成熱量交換。

往往電池包的液冷系統(tǒng)與整車的冷卻系統(tǒng)（空調(diào)冷卻）是交互的，如下圖所示：動(dòng)力電池通過金屬板把熱量傳遞給冷卻液（水+乙二醇），冷卻液又將熱量通過熱交換器傳遞給整車的冷卻系統(tǒng)，完成了熱量的傳遞；這個(gè)過程存在兩次熱交換。（圖片來自于汽車學(xué)堂）

冷媒直冷

冷媒直冷解釋為制冷劑氣液相變冷卻，它是利用制冷劑由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)吸熱的原理；其實(shí)這個(gè)就是空調(diào)制冷的原理，如下圖：

下圖為一個(gè)典型的電池包直冷方案（圖片自于汽車學(xué)堂），它與整車的冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)器是并聯(lián)的，在電池包中會(huì)布置直冷板，其實(shí)就是一個(gè)蒸發(fā)器，內(nèi)部冷媒會(huì)存在液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)變；然后與整車空調(diào)共用壓縮機(jī)、冷凝器部分。

通常冷媒直冷方案都是拿BMW I3來舉例：它在電池模組的底部布置了冷板（蒸發(fā)器），用來進(jìn)行模組與冷媒的熱交換，冷媒使用了R134a；整體與液冷方案布置差不多。

除此之外，還有相變材料冷卻方案，應(yīng)用很少。加熱方案：

加熱膜

加熱膜一般是由電阻絲、絕緣包覆層以及引線組成（下圖來源于網(wǎng)絡(luò)）；電阻絲一般為鎳鉻合金或鐵鉻合金；絕緣包覆層一般為聚酰亞胺（PI膜）、硅膠與環(huán)氧樹脂。

加熱膜原理為電阻通電后發(fā)熱，在電池包中可以將其貼在模組的外殼上；許多個(gè)加熱膜串聯(lián)或并聯(lián)后由電池包供電，并通過BMS控制繼電器電源開關(guān)。

這里是指將PTC直接接觸電芯或模組來加熱，類似于加熱膜方案；PTC指正溫度系數(shù)電阻，特點(diǎn)是其溫度升高后電阻也隨之增大，這樣反過來會(huì)限制其發(fā)熱功率，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)溫度，安全性比較好；同樣地，也需要高壓電池來供電；在結(jié)構(gòu)上面，同時(shí)要做好絕緣與導(dǎo)熱；PTC方案比加熱膜要更厚。

液熱

液熱就是在液冷方案硬件的基礎(chǔ)上，加熱冷卻液來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步加熱電芯；具體如下圖所示（圖片自于汽車學(xué)堂），在電池包液冷系統(tǒng)中又并聯(lián)了一路加熱器；在加熱時(shí)，通過三通閥控制冷卻液流經(jīng)加熱器來升高溫度，然后通過水泵將其循環(huán)流經(jīng)電芯底部的金屬板，進(jìn)而加熱電芯；其中，加熱器一般為PTC形式，發(fā)熱原理與前面的PTC相同。