刘辉

摘 要：在作为快速发展的背景下，各种类型的产品的生产工作，朝着新能源的方向发展和新能源的技术，也得到了业界的关注。电池组是目前决定新能源汽车性能以及需要能力的重要组成部分，所以要想真正的提高新能源汽车的使用效率，就需要不断的提升动力电池的性能，并保证电池组的可靠性和安全性。就目前的技术来看，冷却系统是能够决定动力电池组性能的关键技术，所以针对新能源汽车电池冷却技术的相关内容进行研究，具有较高的应用价值。

关键词：动力电池;空气;液体;热管;相变材料

能源短缺的问题是目前为止全世界面临的最大的困境。我国是一个能源小国，大部分的原油都来源于进口，这使得我国发展的成本大幅度提高，都是以阻碍了我国工业的发展。国家相关管理部门大力提倡新能源的开发，以电力驱动的新型能源汽车为主，各企业大规模对引入新能源汽车并且在该领域进行深入的探讨。它不仅可以有效解决传统汽车在使用过程当中存在的微米级颗粒氮氧化合物，硫化合物等物质，对于自然环境产生的污染问题，也很好地解决了我国面临的能源危机。

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动力系统和供电系统等多个组成部分，在冷却工作当中动力系统的冷却，包括制动电机的冷却控制器冷却等，而系统的冷却则是对动力电池和车载充电器的冷却。动力电池进入到运行的状态之后，充放电的过程是将化学能转变为电能，接着再将电能转换为动能，因为能量的转换会产生热量，这些热量如果无法得到及时的释放，那么电池周边的温度会大幅度的提升，这不仅会影响到锂电池的稳定性，甚至会威胁到使用者的生命安全。特别是进入到极端天气之后，外界环境温度的提升也会对汽车动力电池性能产生影响，而温度过低也有可能导致动力电池的系统被破坏。所以动力电池的冷却系统的要求相对较高。因为业务管理系统的技术实验较为复杂，所以在进行课题研究的过程当中，以cfd仿真系统对业务管理系统的相关内容进行分析以及了解，从而实现预研的目的。

2 动力电池冷却系统的作用

虽然经过多年的研究之后，动力电池的储能水平以及又能转换比已经得到了有效提升，但是它仍然是限制新能源汽车性能的重要组成部分。动力电池在运行期间，其温度性能也会对汽车性能产生直接的影响，具体还包括寿命的影响以及运行稳定性的影响。在进入到炎热的夏天后，电力驱动的汽车在电池放电的过程当中会产生大量的热能损失，电池的性能会不断的下降，再加上风道设计不合理使得汽车的使用安全性大幅度下降。所以设计具有较强性能的冷却系统，能够更好的保证动力电池运行的安全性。

3 新能源汽车动力电池冷却技术研究

3.1 空气冷却电池技术

从使用原理的角度进行分析，空气冷却电池技术是以空气作为冷却的介质，将热传递中对流热交换模式进行充分利用，从而达到电池组工作温度有效控制的目的。与其他类型的电池冷却技术相比，空气冷却技术的结构具备设备简单后期维护方便的特点，而且整体的制造成本相对较低。在新能源汽车动力发展工作当中，动力电池和电池设备的电池应用范围都较为广泛。但是空气冷却技术的使用并没有得到有效的推广，其主要原因是空气比热容以及导热系数性质无法达到人们预想的标准。目前部分企业在针对空气冷却电池技术进行研究时，将研究的方向放在空气体积流量电池空间规划以及流道等多个方向。经过大量的流体力学仿真软件分析，可以发现电池间距对于电池组工作温度可以产生较大的影响，也了解到电池组当中电池的距离会对温度产生影响。但是电池组中集热情况变弱，电池组的温度分布，会更加均匀。在相同的空气流量下，空气从电池底部流入顶部的冷却方法能够更好的降低电池组的工作温度。

3.2 液体冷却电池技术

所谓的液体冷却电池技术，其实是指在进行冷却的过程当中，使用液相物质作为冷却的介质，通常选用的液体主要有以热传水制冷剂以及乙二醇和水的混合溶液。与空气冷却电池技术相比，液体冷却电池技术的冷却介质具有比热容相对较大的特点，而且它的换热系数也比较高。液体冷却剂治还能够有效弥补空气冷却效率不足的相关问题。我们可以将液体冷却技术分为直接冷却以及间接冷却的两种不同的方式，它需要按照其截取的方式进行区分。其中直接冷却技术是将电池模块完全沉浸在绝缘的冷却液体当中，并且保证冷却液体和电池组直接接触。间接冷却方式则是将电池组设置在冷却板或者冷板之间，把冷却的液体在这些介质当中进行流通，从而达到对电池组工作温度进行控制的目的。液体冷却电池技术在汽车动力电池冷却工作当中的应用范围比较宽，它的开发重点放在冷却剂组成优化以及冷板盘管通道的优化工作上。但是液体冷却技术的使用权也存在一定的缺陷，例如液体不倒，安全性能高，但是难度却比较大，需要具有较大的动力，才能真正地增加工作的负荷。液体和电池之间存在金属管道，会存在能量损耗的缺点。

3.3 热管冷却电池技术

热管冷却电池技术是一种具有较好密封性的技术，它所使用的设备为空心管设备，空心管设备的内部充满相变工质，而且两端设置有蒸发器和冷凝器，在进入到工作状态之后，蒸发器就可以对电池组的热量进行吸收，将其收集到空心管的毛细芯处，并且利用液体工质汽化成为气体。收集的气体在压力势能的作用下可以流向冷凝器。这些气体向冷凝器释放用量之后，又可以重新相变成为液体。目前大部分企业在针对电池热管冷却电池技术进行研究时，将开发的重点放在冷却性能模拟评价蒸发器，冷凝器设备的优化以及数学模型的搭建工作上。经过大量的实践研究，并针对胆管型热管对汽车锂电池冷却效果进行模拟，试验之后，可以发现低流量冷却空气，对于单管型的热管冷却器具备较好的冷却效果，可以达到电池组工作温度控制的相关指标。热管冷却，液体冷却以及强制对流空气冷却这三种不同类型的冷却方式，其效果逐一降低。

3.4 相变材料冷却电池技术

相变材料冷却电池技术需要以相变吸热原理作为基础，通过选择无毒無害，具有较强业务稳定性成本低，以及使用方便的材料进行一系列的温度控制工作，它的使用过程并不需要建立通道设备，不需要安装电气设备，因此系统运行的安全性相对较高。实验人员对空气冷却液体冷却相片材料，冷却着三种不同类型的冷却技术进行实践研究，可发现下面材料的冷却技术及特点在于能够对电池组温度的均匀性进行有效控制，避免电池组在运行的过程当中出现局部位置过热的情况。而且他所选择的材料冷却效率介于空气冷却和液体冷却之间。近年来，相变材料的应用范围得到了明显的拓宽。

李国卫等学者利用泡沫铜以及脂肪轻蜡油作为相变，材料进行电池热管理系统的搭建工作，对汽车铁锂电池进行模拟冷却试验。通过对收集的各项数据以及信息进行分析，可以发现，该冷却系统的性能相对较好，远远优于空气冷却系统以及纯石蜡相变冷却系统。除此之外，该系统在电池工作温度的控制方面具有较大的幅度，整个电池组温度分布也更加均匀。

4 结语

不管是对于新能源汽车行业的发展，还是对于电池组工作效率的提升而言，电池组冷却技术的应用价值相对较高，它可以整体提高电池的使用寿命，以及保证电池组运行期间的安全性和可靠性。目前常用于电池组冷却工作当中的冷却技术，主要有空气冷却电池技术，液体冷却电池技术，热管冷却电池技术以及相变材料冷却电池技术。上文针对多种不同类型的冷却技术进行深入的研究，希望能在一定程度上提高动力电池的使用效果，从而推动新能源汽车行业的快速发展。

参考文献：

[1]夏应军.新能源汽车动力电池关键技术分析与探究[J]. 幸福生活指南，2019（24）：1.