曾契

摘 要： 动力电池组是电动汽车的关键部件，充放电过程中的热管理将对电池组的使用效率、寿命和可靠性产生重要影响，应用基于相变材料设计的电池组热管理系统具有系统简单、温度控制均匀性好以及能量效率高等优势。本文介绍了以導热颗粒、金属片、膨胀石墨以及金属泡沫等为载体的相变材料在电池热管理中的应用状况，对不同结构和组合的相变材料热管理系统研究现状进行了综述。分析结果表明，膨胀石墨和金属泡沫载体相变材料具有较高的传热效率，性能稳定；基于相变材料和液体冷却设计的热管理系统能够有效降低冷却功耗，并提升电池组热管理的温度均匀性。

关键词：相变材料 电动汽车 电池组 热管理

Abstract：Power battery group is the key element for the electric cars. That thermal management of battery charging and discharging has significant effects on its using efficiency， life span and reliability. Thermal management system based on the phase changing material is simple， and its temperature controlling uniformity is good， having high heat transfer performance. This paper gives an application overview of phase changing material based on the thermal conductive particles， metal fin， expanded graphite and metal foam， and research on different thermal management structures and combinations based on phase changing material are summarized. The analysis results indicate that phase changing material based on expanded graphite and metal foam has high heat transfer efficiency， more stable performance. And the compound thermal management system based on phase changing material and liquid cooling can keep temperature control uniform while reducing system power consumption.

Key words：Phase changing material， Electric vehicle， Batteries， Thermal management

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）07-0193-01

前言

随着化石能源的短缺和温室效应的加剧，汽车动力系统正向着电动化的方向不断前进。以动力电池组为基础的混合动力系统和纯电动系统正蓬勃发展[1，2]。动力电池组作为汽车电动化的关键性技术要素，其在充放电过程中将产生大量的热量，并无法及时扩散，最终导致动力电池组过热。大量的研究表明，电池组运行温度对充放电效率、能量密度、功率输出、安全性、可靠性和生命周期等有着重要的影响[3，4]。因此，设计开发高效的动力电池热管理系统（Thermal Management System， TMS）对于保证电池组功率的输出和性能的稳定至关重要[5，6]。

根据传热介质的不同，动力电池的热管理系统TMS可分为空气冷却系统、液体冷却系统、空调冷却系统和材料相变冷却系统，以上各种冷却系统可以相互组合，形成混合的动力电池冷却系统（如图1所示）[6]。……