动力电池热管理技术：散热方式优选

表2.2给出几种散热方式的比较，在生热状况不是非常严重时，首选风冷；在生热较为严重的区域使用冷板散热，或者安装相变冷却系统。有些冷却系统设计会根据实际情况，几种冷却方式相互配合使用。

表2.2 几种典型散热方式比较

冷却效率主要是通过对流换热系数来表征，表2.3所列为四种冷却方式的具体冷却效率对比，从表中的数据不难看出，液冷和相变冷却的冷却效率比自然冷却和强制风冷高出几个量级。此外，除了冷却效率之外，还要综合考虑冷却均匀性、结构设计、成本和能耗等因素。

表2.3 四种冷却方式的冷却效率对比

一般情况下根据整车使用环境、整车工况和电池单体特性确定系统所需的对流换热系数，然后综合质量、空间和成本等因素确定冷却方式。如图2.4所示，冷却方式的选择包括如下步骤：①冷却系统目标确认；②产热功率计算；③电池单体模型确定；④热流场仿真分析；⑤对流换热系数分析；⑥冷却方式选择。

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图2.4 冷却方式选择

对于散热设计而言，需要根据外界环境温度、电池寿命要求来推导电池单体的工作温度限值和温差限值，需要根据系统运行工况、电池单体寿命要求来推导电池单体的工作温度限值和温差限值，需要根据系统运行工况、电池单体发热功率、电气件发热功率等来计算系统的换热系数，再综合考虑技术复杂性、电池包内部的安装空间、散热速率以及成本等因素，选择最合理的散热设计（包括冷却方式和冷却回路等）。散热方式选择的一般步骤为：

1）根据电池包的运行工况，获取电池单体的产热功率随时间的变化曲线。

2）电池工程师提出对电池单体温度控制和对电池包内部电池间温差的控制要求。

3）根据成组特性，建立电池单体的散热模型，并进行热流场仿真，获取不同对流换热系数下电池单体温度的曲线。

4）根据仿真出的数据和对电池单体温度的控制，推荐出一种或几种可选的冷却方式。

5）结合对电池温差、空间尺寸、IP防护等级、能耗和成本的要求，选出合适的冷却方式。