解析電池熱管理系統作用「電池熱管理系統主要解決哪些問題」

隨著排放要求的日趨嚴格，電池技術和價格上的日益優化，基礎設施的不斷完善以及消費者對電動車接受度的不斷提高，從長遠來看，新能源汽車尤其是純電動汽車，將繼續保持其全球增長勢頭。

電動車上最值錢的零部件就是電池。對於電池而言，歲月不是一把殺豬刀，溫度才是殺豬刀。不管電池技術水平有多牛，遇上極端溫度都得歇菜。所以電池熱管理系統應運而生。

關於三元鋰、三電系統這一類辭彙，咱們之前的掃盲班已經討論過了，今天咱們就來掰扯掰扯電動車的電池熱管理系統。對此我們專門請教了這一領域的專家，海拉中國區執行器項目負責人Lars Kostede先生。

熱管理系統是啥？

不要被這個術語唬住，就好比路邊的手機貼膜，說好聽點就是「高分子表面處理」。傳統燃油車上的發動機冷卻系統——也就是俗稱的水箱，還有就是車載空調，都屬於熱管理系統。「熱管理系統」更多的是一種統稱。

不同的熱管理系統針對不同的領域，例如水箱針對的就是發動機，而車載空調就是駕乘舒適性的最大決定性因素——沒有之一。一輛車但凡空調罷工，底盤濾震能力再強，NVH再好又能怎樣？沒有空調的勞斯萊斯，不如奇瑞QQ——尤其是在這個季節，車主的命都是空調給的。

而電動車電池熱管理系統，其實針對的就是動力電池而已。

電池為啥需要熱管理系統？

相對於燃油車，電動車「獨有」的安全隱患就是動力電池熱失控。熱失控發生之後，會產生類似熱核反應的鏈式傳播。

以大家所熟知的18650三元鋰電池為例，若干個電池單元組成電池包，某顆電池單元發生熱失控之後，熱量會向周圍轉播，然後周圍的電池單元就會像放鞭炮似的一個接一個發生連鎖反應。在這個過程中，會引發包括中間溫度升高率，化學能產熱和電能產熱，還有傳熱對流等等在內的諸多研究課題。

控制這樣的鏈式熱失控，最簡單也是最有效的辦法就是在動力電池單元之間加隔熱層——現在很多燃油車講究一點的話，也會在蓄電池外部包一圈隔熱層。

儘管隔熱層屬於是最簡單的一種電池熱管理系統，但也是最麻煩的一種熱管理系統，一方面隔熱層的厚度會直接影響電池包的整體體積；另一方面隔熱層屬於是「被動熱管理系統」，當電池包需要加溫或降溫的時候，隔熱層就會拖後腿。

傳統鋰電池的最佳工況溫度在0-40℃之間。溫度太高的話，電池儲存能力和電池循環壽命都會降低。其實夏天地面溫度超過40℃是大概率事件，而且眾所周知的是，夏天密閉車內溫度或超過60℃，同理，電池包內部也屬於密閉空間，同樣也會很熱……對於電動車來說，完善的電池熱管理系統必不可少。

2011年在北美大規模銷售的某品牌電動車，正式由於電池熱管理系統比較簡單，5年後均出現了比較嚴重的電池容量衰減，以至於北美車主們不得不自掏5000美元更換電池。

而溫度如果低於0℃的話，普通鋰電池放電能力就會相應降低——也就是俗稱的「跑電」。而且，溫度越低，電池的電離活性越差，就會導致充電效率降低即「充電難，容量低」。好的電池熱管理系統，在低溫充電前都會給電池包加熱升溫，接電狀態下甚至具備低能耗保溫功能。

其實也有企業開發出了針對極端環境溫度的特種鋰電池，比如專為極地環境設計的，能在-40℃低溫下實現0.2C快速充電，以及不低於80%放電容量的低溫鋰電池；還有能在-50℃ 到70℃溫度區間內不藉助任何熱管理系統就能正常工作的寬溫鋰電池等等。

這些鋰電池在能量密度和成本方面都很難滿足車企的需求，所以對於車企來說，電池熱管理系統依舊是保證電池壽命和工況的經濟解決方案。

電池熱管理系統是怎麼工作的？

電池熱管理系統的工作原理和家用空調極為相似。簡單說來就是測控單元負責監測溫度，溫控總成驅動導熱介質完成最終的溫度控制。只不過電池熱管理系統的溫控精度要比家用空調高很多，甚至可以對電池包內單個電池單元的溫度實施監控。

電池熱管理系統上常見的導熱介質主要是空氣、液體與相變材料這三大類。處於效率和成本因素，目前主流的電池熱管理系統大多採用液體作為導熱介質。而這類電池熱管理系統的核心部件就是泵機。

目前海拉為新能源汽車的電池熱管理系統提供諸多核心零部件，最具代表性的就是電子循環水泵MPx，該水泵可按需精準控制冷卻液的壓力和流量，將電動汽車的電池包的工況溫度保持在理想水準，從而實現電池系統的經久耐用。

此外，Lars Kostede先生表示，海拉的電池熱管理系統還針對車企尤其是中國車企，提供系統解決方案，而不僅僅單一產品解決方案——這點相當重要……

那麼，什麼叫系統解決方案，什麼是單一解決方案？

以買電腦為例，你告訴賣家你要的性能、用途還有所能承受的價格，賣家幫你挑出幾款產品並告訴你保修政策，你看中了一款，付錢，並告知賣家希望安裝什麼版本的操作系統，第二天電腦送到，你簽收即可，電腦壞了直接找商家——這叫系統解決方案。

而單一解決方案就是，你自己去市場上買機箱、CPU、風扇、內存、硬碟、顯卡，然後自己組裝一台。這個過程沒兩天是搞不定的。而且組裝出來的電腦沒有整機保修，一旦當機了，需要自己去一個一個排除配件故障，找到故障配件之後和相關配件供應商溝通。而且，由於配件故障導致的第三方配件損毀，例如由於風扇問題導致CPU燒毀，充其量風扇供應商賠你一個新風扇，CPU的損失是不賠的……