剛剛過去的冬季可能還讓電動(dòng)車車主們心有余悸，大家都知道，冬季是電動(dòng)汽車的夢(mèng)魘，不少車型的續(xù)航里程都會(huì)大打折扣，更嚴(yán)重的是，有些車型會(huì)因?yàn)榈蜏囟_啟保護(hù)程序，導(dǎo)致無(wú)法充電。這些車型不乏采用“大廠“電芯的產(chǎn)品。其實(shí)，電芯之于電動(dòng)汽車，猶如磚頭之于大廈。大廈的質(zhì)量絕非僅僅受磚塊影響，整體的設(shè)計(jì)、施工無(wú)比重要。電動(dòng)汽車同理，并不是說采購(gòu)了某品牌的電芯就意味著高枕無(wú)憂。

動(dòng)力電池是一個(gè)系統(tǒng)工程，電芯質(zhì)量、成組技術(shù)、管理技術(shù)、溫控技術(shù)、生產(chǎn)工藝等等都是影響電池穩(wěn)定性和壽命的重要因素。尤其是熱管理技術(shù)，對(duì)用車體驗(yàn)有著非常大的影響。不同的熱管理方案會(huì)帶來截然不同的實(shí)際效果。下面筆者將為大家介紹常見的電池組熱管理方案。

一、常見的4種冷卻方式

1、自然冷卻

自然冷卻的原理利用空氣自然對(duì)流來?yè)Q熱，通俗理解就是靠自然風(fēng)吹。這是初級(jí)的散熱方案，優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，占用空間較??；但缺點(diǎn)也很明顯，散熱效率低，無(wú)法適應(yīng)大功率充放電冷卻需求，一般用于運(yùn)行工況緩和、對(duì)成本非常敏感的二輪電摩以及部分低端汽車。

2、強(qiáng)制風(fēng)冷

強(qiáng)制風(fēng)冷通過風(fēng)扇將空氣引入電池包內(nèi)部，強(qiáng)迫冷空氣流過電芯表面后排出，將電芯產(chǎn)生的熱量帶到外部。形象的理解就是，相對(duì)自然冷卻而言，強(qiáng)制風(fēng)冷可以主動(dòng)制造空氣流動(dòng)，不再“靠天吃飯”，比自然冷卻效率更高一些，從而能更好的適應(yīng)大功率充放電。不過，雖然強(qiáng)制風(fēng)冷的散熱效率較自然冷卻有了較大提升，但仍然遠(yuǎn)不及液冷。此外，風(fēng)冷系統(tǒng)對(duì)進(jìn)出風(fēng)口的需求使得電池系統(tǒng)的密封性很難達(dá)到一個(gè)較高的等級(jí)水平。

3、液冷

液冷方式主要通過冷卻液為電池系統(tǒng)降溫。首先，冷凝器、壓縮機(jī)等設(shè)備為冷卻液強(qiáng)制降溫，低溫冷卻液流經(jīng)電池系統(tǒng)內(nèi)部與電芯發(fā)生熱交換以后，再流回?zé)峤粨Q器與低溫制冷劑進(jìn)行熱交換，從而將電池產(chǎn)生的熱量帶出電池系統(tǒng)。液冷比風(fēng)冷的散熱效率更高，能滿足大功率充放電的散熱需求，同時(shí)液冷散熱更均勻，電芯溫差小，對(duì)于增強(qiáng)電池系統(tǒng)穩(wěn)定性、提升壽命有很大幫助。不過，液冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)消耗一定的能量，且相對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)成本也略有增加。

4、直冷

直冷系統(tǒng)與液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，但直冷會(huì)直接將汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑注入電池包內(nèi)部，低溫的制冷劑可以更快速地帶走電池內(nèi)部的熱量，散熱效率更高。但是直冷系統(tǒng)也有弱點(diǎn)，一是對(duì)系統(tǒng)氣密性要求高，對(duì)生產(chǎn)制造工藝提出了更高的要求；二是直冷系統(tǒng)的散熱均勻性不易控制，電芯溫差存在過大的風(fēng)險(xiǎn)。

最為重要的一點(diǎn)，直冷系統(tǒng)無(wú)法集成加熱功能，需要通過另外安裝一套獨(dú)立的加熱系統(tǒng)（通常是加熱膜或者PTC組件）來應(yīng)對(duì)冬季低溫。

上述各項(xiàng)方案中，只有液冷系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夏季制冷,冬季加熱功能，同時(shí)保證電池系統(tǒng)的高密封等級(jí)水平，從而使電池快速恢復(fù)活性。

總體來說，液冷方案能較好的滿足電池包散熱和升溫的問題，從而保障電池包大功率充放電的穩(wěn)定性，生產(chǎn)工藝上相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，在性能、成本上達(dá)到了一個(gè)相對(duì)理想的平衡。

量產(chǎn)電動(dòng)跑車前途K50就采用了液冷方案，以保障電池系統(tǒng)大功率輸出的時(shí)的穩(wěn)定性。前途K50的電池系統(tǒng)由同為長(zhǎng)城華冠子公司的華特電動(dòng)提供，一家專注于新能源汽車關(guān)鍵零部件的供應(yīng)商。在電動(dòng)汽車整體解決方案尤其是液冷熱管理系統(tǒng)方面，華特電動(dòng)無(wú)疑是最有實(shí)力的廠家之一。

二、華特電動(dòng)：液冷方案專家

1、模塊化設(shè)計(jì)

華特電動(dòng)研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)電池箱尺寸710*275*200mm，重量56kg，總能量7.88kWh。標(biāo)準(zhǔn)電池箱基于模塊化的設(shè)計(jì)理念打造，可以自由組合成不同形狀、不同容量、不同電壓的動(dòng)力電池組，從而適配不同車型。當(dāng)能量密度更高的電芯面市之后，整車廠只要需要訂購(gòu)升級(jí)之后的標(biāo)準(zhǔn)箱替換，即快速推出續(xù)航更長(zhǎng)的改款車型，無(wú)需修改車輛結(jié)構(gòu)和電池包結(jié)構(gòu)件，節(jié)約升級(jí)的時(shí)間及各項(xiàng)成本。

2、液冷方案，應(yīng)對(duì)冬夏嚴(yán)寒

華特電動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)箱采用了液冷的冷卻方案，同時(shí)集成了兩種冷熱交換方式：弱冷和強(qiáng)冷。當(dāng)電池組溫度在45℃ 以下時(shí)，用散熱器來降溫，這樣可以節(jié)約系統(tǒng)能耗；溫度在45℃ 以上時(shí)，用靠壓縮機(jī)來降溫，快速散熱，保障電池系統(tǒng)在-40℃ ～60℃ 范圍內(nèi)可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定地工作。

正如前方所述，風(fēng)冷冷卻效率低，密封可靠性差，直冷冷卻方式是單冷系統(tǒng)，無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)為電池加溫的功能。而華特電動(dòng)的液冷結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)散熱功能，亦可以實(shí)現(xiàn)為電池加溫的功能。

冬季，電池受低溫影響，活性會(huì)變差，充放電能力都會(huì)受到較大影響。華特電動(dòng)的液冷系統(tǒng)可在極寒條件下（-30℃ ）保證電池組正常充電，并保證電池在低溫環(huán)境中正常放電，實(shí)現(xiàn)車輛0動(dòng)力損失。

另外，液冷加熱速度最快可以使電池升溫0.6℃ /min，而加熱膜、PTC等方式最快僅0.3℃ /min。不僅加熱速度方面有差別，華特電動(dòng)的液冷方案加熱也更均勻，可將電芯溫差控制在5℃ ，而加熱膜和PTC加熱均勻性相對(duì)較差，電芯溫差約在8-10℃ 。

電池單體溫差過大會(huì)使電芯內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)速率出現(xiàn)不均衡，最終將導(dǎo)致單體壽命、容量、內(nèi)阻出現(xiàn)差異，影響電池包的性能和壽命。華特電動(dòng)的熱管理方案可以做到更小的溫差，這意味著更長(zhǎng)的電池壽命，也意味著更低的返修率。

液冷系統(tǒng)工作時(shí)會(huì)為冷卻液加熱或者制冷，要消耗一定的能量，因此華特電動(dòng)在電池箱體保溫方面下了不少功夫，通過SMC殼體、云母片、保溫泡棉等創(chuàng)造絕熱環(huán)境，將電池整體用絕熱環(huán)境來封閉起來，盡最大可能減小外界環(huán)境對(duì)電池溫度的影響，從而保證熱管理系統(tǒng)自身超低能耗。

形象一點(diǎn)理解，華特電動(dòng)為電芯造了一幢房子，保溫效果特別好，所以房子的“空調(diào)”非常省電。這意味著整車能耗下降，更多的電量可被用于驅(qū)動(dòng)車輛，續(xù)航里程、用戶體驗(yàn)都有提升。

總結(jié)：電池包是一個(gè)系統(tǒng)工程，并非各項(xiàng)配件的簡(jiǎn)單拼湊，對(duì)廠家的設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)有很高的要求。華特電動(dòng)的產(chǎn)品已經(jīng)在超大功率的電動(dòng)跑車K50上成功應(yīng)用，被證明擁有持續(xù)大功率充放電的能力，性能穩(wěn)定，這近一步證明了其熱管理系統(tǒng)的卓越品質(zhì)。

隨著消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車認(rèn)識(shí)的日益深刻，具備優(yōu)秀液冷熱管理系統(tǒng)的電池包，對(duì)于一款高品質(zhì)電動(dòng)車來說是日趨成為必須選項(xiàng)。擁有全套解決方案的華特也許會(huì)成為新時(shí)代的贏家。

來源：(網(wǎng)絡(luò))

本文標(biāo)題：電池液冷技術(shù)到底有什么優(yōu)勢(shì)？

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