【技术】相变材料与液冷协同，提升电池热管理性能
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电池热管理系统是电池管理系统中非常重要的一部分，能够维持电池组处于合理的温度范围，保证最佳工作状态。如果电池组温度长时间处于低温或高温状态下，会造成热失控，低温下会降低电池充放电效率，高温下则可能发生自燃。在各种热管理系统中，理论上多种热管理方式结合的系统更实用，其中可行性最高的是相变材料与液冷协同的系统。
撰文：黄忻惟
由于基于单一形式的热管理方式的表现并不优秀，存在较明显的缺点，所以需要结合多种热管理方式，实现互补。例如：相变材料（PCM），指的是能够在温度不变的情况下改变自身物质状态（固-液-气）并吸收或放出热量的物质，尽管它可以保持电池组的温度均匀性，但缺点在于热导率很低，在相变过程中吸收热量和排放热量的速率很慢。而另外一种热管理方式，液冷热管理系统虽然热导率高，但它与电池间的接触面积有限，导致电池的温度均匀性有所下降。在这种情况下，将多种热管理方式组成一个热管理系统成为研究趋势。相变材料与液冷相结合，弥补了各自在热导率和温度均匀性上的不足。这种组合策略更加合理，在控温方面的表现更出色。
相变材料（PCM）热管理
液冷热管理
相变材料与液冷相结合的热管理系统实现互补。在这个混合系统中，相变材料紧贴电池，在吸热或放热的同时，保持电池组的温度一致，而液冷部分则根据温度的不同，负责快速带走或带来热量。这种组合还存在一个好处，能够减少首次充放电循环对后续循环过程的影响，增加电池使用寿命。
不过，相变材料存在一个比较明显的缺点。它在吸收热量，改变自身物质状态（固-液-气）时，体积会发生膨胀，物质可能会泄露。因此，提升相变物质的密封性非常关键。针对这个问题，有研究提出了封闭结构的思路，将相变材料装在铜套与电池的夹层中，以解决泄露问题。
目前相变材料和液冷协同的热管理系统还停留在研究阶段，未来将继续进行优化。在相变材料方面，将单一材料升级为复合材料可以提高热导率和比热容，能够进一步优化热管理系统的效率。在液冷方面，可以对冷却液流量进行调整，也可以开发黏度更低的液体，使液冷能耗降低并提升冷却效果。在电池正在不断提升功率的趋势下，热管理系统变得愈发重要。相变材料和液冷协同的热管理系统将持续发展，争取早日量产上车，为电池保驾护航。