五分钟看明白电动车电池热管理系统有啥用

文/碳纤维圣斗士

随着排放要求的日趋严格，电池技术和价格上的日益优化，基础设施的不断完善以及消费者对电动车接受度的不断提高，从长远来看，新能源汽车尤其是纯电动汽车，将继续保持其全球增长势头。

电动车上最值钱的零部件就是电池。对于电池而言，岁月不是一把杀猪刀，温度才是杀猪刀。不管电池技术水平有多牛，遇上极端温度都得歇菜。所以电池热管理系统应运而生。

关于三元锂、三电系统这一类词汇，咱们之前的扫盲班已经讨论过了，今天咱们就来掰扯掰扯电动车的电池热管理系统。对此我们专门请教了这一领域的专家，海拉中国区执行器项目负责人Lars Kostede先生。

热管理系统是啥？

不要被这个术语唬住，就好比路边的手机贴膜，说好听点就是“高分子表面处理”。传统燃油车上的发动机冷却系统——也就是俗称的水箱，还有就是车载空调，都属于热管理系统。“热管理系统”更多的是一种统称。

不同的热管理系统针对不同的领域，例如水箱针对的就是发动机，而车载空调就是驾乘舒适性的最大决定性因素——没有之一。一辆车但凡空调罢工，底盘滤震能力再强，NVH再好又能怎样？没有空调的劳斯莱斯，不如奇瑞QQ——尤其是在这个季节，车主的命都是空调给的。

而电动车电池热管理系统，其实针对的就是动力电池而已。

电池为啥需要热管理系统？

相对于燃油车，电动车“独有”的安全隐患就是动力电池热失控。热失控发生之后，会产生类似热核反应的链式传播。

以大家所熟知的18650三元锂电池为例，若干个电池单元组成电池包，某颗电池单元发生热失控之后，热量会向周围转播，然后周围的电池单元就会像放鞭炮似的一个接一个发生连锁反应。在这个过程中，会引发包括中间温度升高率，化学能产热和电能产热，还有传热对流等等在内的诸多研究课题。

控制这样的链式热失控，最简单也是最有效的办法就是在动力电池单元之间加隔热层——现在很多燃油车讲究一点的话，也会在蓄电池外部包一圈隔热层。

尽管隔热层属于是最简单的一种电池热管理系统，但也是最麻烦的一种热管理系统，一方面隔热层的厚度会直接影响电池包的整体体积；另一方面隔热层属于是“被动热管理系统”，当电池包需要加温或降温的时候，隔热层就会拖后腿。

传统锂电池的最佳工况温度在0-40℃之间。温度太高的话，电池储存能力和电池循环寿命都会降低。其实夏天地面温度超过40℃是大概率事件，而且众所周知的是，夏天密闭车内温度或超过60℃，同理，电池包内部也属于密闭空间，同样也会很热……对于电动车来说，完善的电池热管理系统必不可少。

2011年在北美大规模销售的某品牌电动车，正式由于电池热管理系统比较简单，5年后均出现了比较严重的电池容量衰减，以至于北美车主们不得不自掏5000美元更换电池。

而温度如果低于0℃的话，普通锂电池放电能力就会相应降低——也就是俗称的“跑电”。而且，温度越低，电池的电离活性越差，就会导致充电效率降低即“充电难，容量低”。好的电池热管理系统，在低温充电前都会给电池包加热升温，接电状态下甚至具备低能耗保温功能。

其实也有企业开发出了针对极端环境温度的特种锂电池，比如专为极地环境设计的，能在-40℃低温下实现0.2C快速充电，以及不低于80%放电容量的低温锂电池；还有能在-50℃ 到70℃温度区间内不借助任何热管理系统就能正常工作的宽温锂电池等等。

这些锂电池在能量密度和成本方面都很难满足车企的需求，所以对于车企来说，电池热管理系统依旧是保证电池寿命和工况的经济解决方案。

电池热管理系统是怎么工作的？

电池热管理系统的工作原理和家用空调极为相似。简单说来就是测控单元负责监测温度，温控总成驱动导热介质完成最终的温度控制。只不过电池热管理系统的温控精度要比家用空调高很多，甚至可以对电池包内单个电池单元的温度实施监控。

电池热管理系统上常见的导热介质主要是空气、液体与相变材料这三大类。处于效率和成本因素，目前主流的电池热管理系统大多采用液体作为导热介质。而这类电池热管理系统的核心部件就是泵机。

目前海拉为新能源汽车的电池热管理系统提供诸多核心零部件，最具代表性的就是电子循环水泵MPx，该水泵可按需精准控制冷却液的压力和流量，将电动汽车的电池包的工况温度保持在理想水准，从而实现电池系统的经久耐用。

此外，Lars Kostede先生表示，海拉的电池热管理系统还针对车企尤其是中国车企，提供系统解决方案，而不仅仅单一产品解决方案——这点相当重要……

那么，什么叫系统解决方案，什么是单一解决方案？

以买电脑为例，你告诉卖家你要的性能、用途还有所能承受的价格，卖家帮你挑出几款产品并告诉你保修政策，你看中了一款，付钱，并告知卖家希望安装什么版本的操作系统，第二天电脑送到，你签收即可，电脑坏了直接找商家——这叫系统解决方案。

而单一解决方案就是，你自己去市场上买机箱、CPU、风扇、内存、硬盘、显卡，然后自己组装一台。这个过程没两天是搞不定的。而且组装出来的电脑没有整机保修，一旦当机了，需要自己去一个一个排除配件故障，找到故障配件之后和相关配件供应商沟通。而且，由于配件故障导致的第三方配件损毁，例如由于风扇问题导致CPU烧毁，充其量风扇供应商赔你一个新风扇，CPU的损失是不赔的……

这就是系统解决方案和单一解决方案的区别。

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