Koolance 散熱器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用（一）

電動(dòng)汽車、智能汽車是目前最熱的行業(yè)，那么這個(gè)行業(yè)中的最大的痛點(diǎn)是什么？沒(méi)錯(cuò)，

它就是里程焦慮?。?！夏天不敢開(kāi)空調(diào)，冬天不敢開(kāi)暖氣，Why? 擔(dān)心電池沒(méi)電啊。

那么，我們今天就從電動(dòng)汽車的電池構(gòu)造入手，看看是什么影響了電池的續(xù)航性能。

目前電動(dòng)汽車可以使用的電池從廣義上講主要可分為：化學(xué)電池和物理電池。

一、化學(xué)電池：

基本是目前電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電池種類，如鎳氫電池、鋰離子電

池、鋰聚合物電池、燃料電池等都屬于這一范疇。目前使用最廣泛的“磷酸鐵鋰

電池”和“三元鋰電池”，均屬于鋰聚合物電池，都是化學(xué)電池。

從結(jié)構(gòu)角度上講，其可進(jìn)一步分成蓄電池及燃料電池兩大類別，我們目前所

見(jiàn)的絕大多數(shù)電動(dòng)車都采用化學(xué)蓄電池技術(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如豐田普銳斯、特斯拉、

寶馬 i3 等等。

二、物理電池：

顧名思義，就是依靠物理變化來(lái)提供、儲(chǔ)存電能的電池統(tǒng)稱，如超級(jí)電容、

飛輪電池等都屬于物理電池的家族成員。飛輪電池是上世紀(jì) 90 年代提出的一種

新概念電池，也屬于物理電池的一種。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用類似飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生能

量的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)自身充放電的。不過(guò)飛輪電池僅作輔助能源使用，其功能類似于

我們常見(jiàn)的制動(dòng)能量回收系統(tǒng)。

汽車的電池和電子產(chǎn)品的電池一樣，在工作的過(guò)程當(dāng)中都會(huì)放熱，同時(shí)由于電池包處

于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境，就會(huì)導(dǎo)致電池的溫度上升得更快。這點(diǎn)就像我們的手機(jī)電池一樣，

用久了手機(jī)就變成“暖手寶”了。而對(duì)于電池而言，過(guò)熱、溫度過(guò)高，帶來(lái)的后果也是不

可估量的，輕者會(huì)影響到電池的性能，嚴(yán)重的時(shí)候熱量不散發(fā)出去還會(huì)出現(xiàn)自燃、爆炸，

非常危險(xiǎn)。

對(duì)于大部分純電動(dòng)汽車而言，對(duì)電池組進(jìn)行散熱，目前最成熟的就是”風(fēng)冷”以及”

水冷”兩種形式。

一、風(fēng)冷：

成本低，靠車輛行駛撞風(fēng)，與大氣進(jìn)行熱量交換，在室外氣溫較高時(shí)，散

熱效果并不理想，而且在電池組溫度低時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)加熱效果。

二、水冷：

與燃油車上的“水冷”系統(tǒng)一致，依靠冷卻液這種介質(zhì)進(jìn)行散熱。雖然成本

較高，但散熱效果好，還能通過(guò)溫控系統(tǒng)，在電池組溫度低時(shí)實(shí)現(xiàn)加熱效果。

汽車動(dòng)力電池板一般由多個(gè)串聯(lián)/并聯(lián)的電池模組構(gòu)成，經(jīng)過(guò)電池托盤(pán)、水冷散熱系

統(tǒng)、阻燃隔熱防護(hù)層和電池蓋板等組件封裝而成：

在電池組系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)置有水冷裝置，由水冷板、水管和導(dǎo)熱墊等組成。冷卻液一般

為水和乙二醇的混合物，并且每只 18650 電芯附近均布置有冷卻管路，以保證每個(gè)電芯

都能充分被冷卻，冷卻管路與電芯間填充有絕緣導(dǎo)熱的膠質(zhì)材料，固化后非常堅(jiān)硬，導(dǎo)熱

的同時(shí)還可以充分保護(hù)電池。 在這些因素的共同作用下，電芯可以將熱量快速傳遞至外

部環(huán)境，并在電池系統(tǒng)內(nèi)部保持熱平衡。從而保證電池性能的穩(wěn)定

現(xiàn)在電動(dòng)車用的電池主要是“磷酸鐵鋰電池”和“三元鋰電池”，均屬于化學(xué)電池，

對(duì)環(huán)境溫度比較敏感，主要表現(xiàn)如下：

（1） 在低溫條件下，鋰電池的性能會(huì)下降，電池容量會(huì)隨著氣溫的下降而變小。 鋰

電池在低于 0℃的氣溫條件下充電，會(huì)使鋰離子無(wú)法順利完成負(fù)極嵌入，從而

造成析鋰，使電池產(chǎn)生不可逆的損壞，甚至可能因析鋰形成的鋰枝晶刺破電池

隔膜而出現(xiàn)短路燃燒。

（2） 在高溫條件下，鋰電池在 55℃以上的環(huán)境下以 1C 的充電速度連續(xù)充放電 50

次以上，電池容量明顯下降，電池壽命相應(yīng)縮短。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò) 60℃，電池

就會(huì)因溫升過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)熱燃燒、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

研究表明，鋰電池最佳的工作溫度為 18-25℃左右，在此溫度區(qū)間，鋰電池的性能

最穩(wěn)定，使用壽命也最長(zhǎng)。因此，電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）就顯得尤為重要，

及時(shí)對(duì)電池的溫度進(jìn)行檢測(cè)并實(shí)時(shí)干預(yù)，就可以把電池的溫度控制在合理的范圍之內(nèi)，大

大增加汽車的安全性和電池的穩(wěn)定性，從而保證了續(xù)航里程。 成立于 2000 年的美國(guó)

Koolance Inc.公司，專門(mén)從事“液冷”散熱系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)，其一體式散熱器

ALH-2000, ERM-3K3UC、EXC-900 等系列產(chǎn)品，充分考慮了各種工況中的散熱要求，

是智能電池管理系統(tǒng)的得力助手，特別是 Koolance ALH-2000 散熱器，還特地增加了

1000W 的加熱功能，可對(duì)電池進(jìn)行加溫保護(hù)，特別適合在寒冷的地區(qū)使用.

通過(guò)機(jī)器內(nèi)置的 Koolance System Monitor 軟件,就可對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度、流量、

轉(zhuǎn)速等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于對(duì)電池的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)，是 BMS 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員

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審核編輯 黃宇