動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，是保障電池運(yùn)行安全的決定性外在因素。也是提升電池系統(tǒng)壽命等性能指標(biāo)的關(guān)鍵所在。它直接關(guān)系到電池系統(tǒng)最終的成敗，可以一票否決設(shè)計(jì)成果。

在車用動(dòng)力電池系統(tǒng)早期的設(shè)計(jì)中，不乏以電池布置為主。打開箱體，滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)亩际请姵?，熱管理設(shè)計(jì)難覓蹤影或被弱化，沒有作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)對(duì)待。近些年，這種情況發(fā)生了根本變化，動(dòng)力電池從功率角度、環(huán)境適應(yīng)性，對(duì)電池系統(tǒng)提出了更高的要求，熱管理被賦予了新的使命和要求，并且逐漸成為動(dòng)力電池組研發(fā)、設(shè)計(jì)、組裝、運(yùn)行過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

電池溫點(diǎn)布置需標(biāo)定

不管是圓柱電芯、方形電芯還是軟包電芯，都是由多層極片疊加而成。下面是目前日常眾多電池常見相關(guān)材料熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）如圖：

從表中材料角度，電芯成分和金屬材料，差距非常大。也就是說，讓電池表面的溫度，傳熱到最內(nèi)層，時(shí)間長(zhǎng)度很長(zhǎng)。更為重要的是，均溫特性，會(huì)變得非常差。從電池加工工藝角度分析，還有更多的差異影響著傳熱、均溫，具體電池溫度分布特點(diǎn)如下：

1、同一片極片存在溫差，這主要是由于電池涂布厚度工藝差距所導(dǎo)致的。

2、疊片工藝不同傳熱途徑不同，疊片傳熱是沿著疊層的垂直方向。

3、極耳溫度不完全代表極片的中心最高溫度，極耳通過連接片與極片相連，工藝、材料是有差異性的。

通過上面分析對(duì)比，單體電芯上溫點(diǎn)采集布置，是不確定的。同時(shí)，單體電芯組成的模組、包體，因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、布置的差異，也是完全不同的。

需要通過標(biāo)定完成溫點(diǎn)的布置設(shè)計(jì)。如，Leaf電池系統(tǒng)有4個(gè)采集點(diǎn)，分布于箱體的不同位置。僅從采集數(shù)量上看，日產(chǎn)是很自信的。但其背后，完成了多少輪實(shí)驗(yàn)，這種開發(fā)難度之大，開發(fā)過程之艱辛，估計(jì)是很多用戶所不了解的。

導(dǎo)熱界面材料應(yīng)用選擇

（1）用在電芯之間的作用。導(dǎo)熱、隔熱。對(duì)于很多人來說聽起來似乎是有些矛盾。但是動(dòng)力電池導(dǎo)熱材料在應(yīng)用中，的確也是游離在其矛盾的邊緣上。在正常運(yùn)行，充放電過程中，動(dòng)力電池在導(dǎo)熱材料的選擇中一般都是選擇能盡快把熱量傳導(dǎo)出來，這樣才能保證系統(tǒng)的均溫特性可以得到保證。但是當(dāng)發(fā)生故障，如短路、熱失控，動(dòng)力電池又需要進(jìn)行絕熱處理，讓相鄰電芯免受株連。 

（2）當(dāng)導(dǎo)熱材料運(yùn)用在電池和導(dǎo)熱板之間的時(shí)候，不僅僅要求其導(dǎo)熱性好，還需要導(dǎo)熱均勻，絕緣性好，這聽起來也是一對(duì)矛盾。

從材料角度，材料的導(dǎo)熱性和絕緣性能因制作時(shí)添加不同成分進(jìn)行取舍，其性能天平會(huì)有傾斜。下面是導(dǎo)熱硅膠片，應(yīng)用在動(dòng)力電池電芯與電芯，電池與導(dǎo)熱板之間。

系統(tǒng)箱體的局部隔熱

從安全角度，隔熱作用對(duì)于電動(dòng)汽車的安全性作用也是很大的，一旦發(fā)生電池系統(tǒng)故障燃燒，能起到對(duì)乘員艙緩解和保護(hù)作用。目前，箱體還做不到完全隔熱設(shè)計(jì)，但是，隨著越來越多隔熱材料的不斷面世，對(duì)于動(dòng)力電池箱體以及內(nèi)部的隔熱設(shè)計(jì)也日趨完善。隔熱棉在箱體動(dòng)力電池中的應(yīng)用。

自然冷卻更需注重?zé)峁芾碓O(shè)計(jì)元素

目前很多朋友還認(rèn)為自然冷卻是依靠風(fēng)速冷卻，無需太多主動(dòng)的熱管理設(shè)計(jì)元素，但是這樣的想法是錯(cuò)誤的，相對(duì)于液體冷卻采用自然冷卻的動(dòng)力電池在熱管理細(xì)節(jié)處理上需要更為注重。其中可以通過以下兩個(gè)自然冷卻方式的細(xì)節(jié)處理一窺一二。

（1）當(dāng)采用自然冷卻的時(shí)候，電芯之間間距相對(duì)于采用液冷系統(tǒng)是加大的。從自然對(duì)流的角度，電芯間隙5~10mm才能形成有效通道。同時(shí)，模組之間，模組和箱體之間，保留了很大的對(duì)流通道。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明空隙容積率在40~50%，自然冷卻的效果是最為理想的。

（2）相對(duì)液冷，風(fēng)冷電池系統(tǒng)外箱體氣流的需要考慮導(dǎo)流通道，當(dāng)電池充放電倍率在1-2C（電池放電速率），使用環(huán)境溫度也滿足需求。使用自然冷卻是合理的。這種冷卻方式電池箱體就會(huì)自然變成了一個(gè)“散熱片”。車輛移動(dòng)時(shí)，箱體外形對(duì)氣流的導(dǎo)流是需要更為精細(xì)設(shè)計(jì)的，另外電池箱體與車身結(jié)合的間隙也是有一定的要求標(biāo)準(zhǔn)。

（本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載于第一電動(dòng)網(wǎng) 作者：平全文 ）