首先，我們進(jìn)行第一個是電池為何要進(jìn)行熱管理？一般來說電池的系統(tǒng)在15度到35度的區(qū)間可以實(shí)現(xiàn)最佳功率輸出和輸入的，最大的可比能量和最長的循環(huán)壽命，這里面15-35并不是一個固定的值，因?yàn)橹拔以趧偨佑|的時候，也聽了很多講課，關(guān)于這個數(shù)據(jù)包括這個溫度的一個范圍出現(xiàn)都有不一致的，有0-60，20-40的，之前我還是很迷糊的，后面看了了解了一下，也請教了一些電池方面的專家，他們給我供應(yīng)了一個因?yàn)轶w系不相同，所以里面的化學(xué)反映包括材料對溫度的一個催化的階段不一致的，所以這個區(qū)間并不是固定的區(qū)間，并不適用于每一個電池。但是基本上可以說在30度左右，基本上都是一個比較合適的，這是電池在不同溫度范圍的一個情況，我們正常來做論文策略的時候，就是根據(jù)下面這一張圖來做的，正常15-35上面說的溫度區(qū)間是比較適合適宜的工作范圍，一旦在這個范圍之外，也就是綠色和黃色中間斜線中間要進(jìn)行限功率。

假如是超出了這個外圈基本上不允許整個電池再進(jìn)行允許了，因?yàn)榧偃缭谶@一個區(qū)間，比如溫度比15度低，比如在零度以下，就會影響電池的一個充放電的容量，假如是高溫溫度超過，在這種情況儲存和使用就會影響電芯的循環(huán)壽命，在溫度直接影響電芯的性能，假如說我們非得在禁止或者是策略或者控制沒有做好，使得超出了范圍，就會導(dǎo)致熱失控，重要的原因是里面的一些電化學(xué)的負(fù)反映不斷疊加催化，導(dǎo)致溫度急劇上升包括里面的壓力和溫度，能量的急劇因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在的封裝基本上像圓柱和方殼基本上是金屬的，力比較足的，一旦這股力爆出來是比較恐怖的，為何說軟包的安全性能比較好。

電池包剛才講的單體電芯對溫度的情況，現(xiàn)在做動力鋰電池一般有多個單體電芯串并連組成的，電芯對溫度比較敏感的，假如就內(nèi)部電芯溫度溫差過大，就會導(dǎo)致電池不受控，影響到PACK的性能，有一句話：電芯的高溫直接決定的壽命，溫度低絕對了性能，對PACK也適用溫度和溫差的影響，就要我們進(jìn)行一個熱管理，特別是現(xiàn)在隨著能量密度的提升，高鎳體系的運(yùn)用，高鎳體系大家也了解，鎳的成分越高，負(fù)反映門檻越低，散熱的要求更高。

新能源汽車和傳統(tǒng)汽車一直出現(xiàn)一個問題，充電時間比較長，沒有辦法那么便利的使用，所以現(xiàn)在對快充的要求，要求你的充電倍率大，導(dǎo)致發(fā)熱量增大，也對散熱有一個更高的要求。

單體電芯大型化，像特斯拉那么多電芯的，對管理系統(tǒng)要求比較大，而且也沒有辦法監(jiān)控這么多個，現(xiàn)在慢慢對單體電芯容量要求，數(shù)量增大便于管理，就會導(dǎo)致體表面積減少，相同體積放的電芯，大的電芯只要一個空間，散熱面有限的，假如數(shù)量多散熱面可以增多，這樣會出現(xiàn)電芯內(nèi)部的一個局部高溫，關(guān)于現(xiàn)在電芯是疊片，假如厚度越大，電芯中心點(diǎn)到電芯外殼表面，這段路程越大，溫差就會越大，因?yàn)殡娦就ㄟ^一層隔膜一層負(fù)極疊出來的，經(jīng)過整個導(dǎo)熱路徑，導(dǎo)熱路徑有金屬還有一些其他的一些化學(xué)材料，導(dǎo)熱系數(shù)是不相同的。這也是我們說做電池的一個情況下，性能一個整體的導(dǎo)熱系數(shù)和縱向和橫向豎直方向不一致。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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熱管理重要的目標(biāo)是，使電芯控制在適宜的溫度范圍，控制PACK里面的溫差，現(xiàn)在正常了解到的應(yīng)該是控制在5度以下，另外熱失控的處理，出來都是高溫和高壓的情形，怎么把這些高溫高壓的氣體排掉，不要讓它影響到其他的電芯，這也應(yīng)該是熱管理的一個任務(wù)。

目前，熱管理的手段，其實(shí)熱管理就是對熱量的一個處理，對熱量處理要么散熱要么加熱要么保溫，排氣設(shè)計(jì)重要是針關(guān)于熱失控時候的一個高壓氣流的分流或者是一個限壓。

因?yàn)檎麄€新能源我了解到國標(biāo)要防止有毒氣體進(jìn)入乘客艙，怎么設(shè)計(jì)防爆閥，怎么把有毒氣體導(dǎo)入到外面。熱管理要了解，既然是對熱處理，那么熱怎么來的，一部分是電芯的產(chǎn)熱，按照它的出現(xiàn)原因的不同，分幾方面，一個是電化學(xué)反映熱這是可逆的，還有電化學(xué)副反映熱，這個情況比較少，還有焦耳熱，是存在的，另外是極化熱由于熔度出現(xiàn)的一個熱，通常情況下，我們在電芯的規(guī)格的使用的標(biāo)準(zhǔn)情況下這是主導(dǎo)的，假如熱失控的過程當(dāng)中，主導(dǎo)的是電化學(xué)的副反應(yīng)，為何把電芯的溫度控制在一個，上限的高溫，這個高溫其實(shí)不應(yīng)該是由熱提出，應(yīng)該是電芯這方面提出，因?yàn)樽鲭娦倦娀瘜W(xué)的過程當(dāng)中，到某一個程度這里面的材質(zhì)會發(fā)生什么變化，我變化到底是吸熱還是放熱造成什么熱量的變化，導(dǎo)致下一個階段的發(fā)生，這是電芯更加有話語權(quán)。

焦耳熱是大倍率，為何做電芯做不同的倍率，發(fā)熱量不是我們想象一致的上升。另外是電氣產(chǎn)熱，基本上是匯流排方面，其他的電子元器件，一般都有高壓和這一方面，假如集成在里面，要看布置的是什么電子元器件，可能導(dǎo)致你出現(xiàn)整個PACK包有局部的高溫。

這一個要考慮的是仿真過程當(dāng)中，因?yàn)閯偨佑|這方面的時候，我通過電芯的發(fā)熱量做一個仿真的，到之處我的仿真結(jié)果跟實(shí)際的測試結(jié)果有差異，后面請教了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)比較足的人他們跟我解釋，可能缺失了電氣產(chǎn)量方面沒有考慮進(jìn)去。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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所以，整個熱管理做的一些工作是剛才說的解決任務(wù)，要什么知識？這些知識我個人認(rèn)為，既然是熱管理工程師，工程師是一個比較泛的，可能要接觸很多東西，不僅是你專業(yè)還有相鄰專業(yè)的，最核心的一點(diǎn)，產(chǎn)熱學(xué)肯定要的，熱跟流體力學(xué)也是要的，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，包括開發(fā)周期的縮短，熱仿真計(jì)算流體力學(xué)也要，這幾個是基本的，在這個基礎(chǔ)上給我們做的是電芯，電芯不是一個物理的東西，是電換學(xué)方面的知識。

第二部分是冷卻和加熱的技術(shù)，冷卻這些大家網(wǎng)上都可以搜到，其實(shí)都是很簡單的東西，常見的按照結(jié)構(gòu)分自然冷卻，對動力鋰電池包自然冷卻這個概念可能不對，還有一個風(fēng)冷、直冷、液冷等，比較常見的是風(fēng)冷、液冷、直冷，用冷媒換熱氣跟電芯直接接觸的。

自然冷卻其實(shí)叫被動冷卻比較合適，既然是風(fēng)冷都是低溫空氣為介質(zhì)的，這么說的意思是不另外施加輔助動力進(jìn)行冷卻，僅利用車速形成的風(fēng)對電池形成冷卻，我沒有做過自然風(fēng)冷的測試，這是我的理解，重要是把熱量導(dǎo)到其他的一個組件上，還有外殼的散熱，假如電池包下面封裝，相當(dāng)于電池的熱量導(dǎo)到外殼，封裝完的風(fēng)沒有經(jīng)過電池包外殼叫自然冷卻了，就靠單純的空氣導(dǎo)熱了，這種情況下，存熱系數(shù)基本很低，正常的對流系數(shù)5-25V之間，這個時候散熱量很少，熱量只能靠其他組件的吸收。

特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，控制簡單，按我的想法是布個點(diǎn)，成本也是比較低的，很好做密封。

缺點(diǎn)是不受控，溫度一上來不干就不干，散熱量比較少，這個設(shè)計(jì)點(diǎn)這種方法設(shè)計(jì)點(diǎn)，我認(rèn)為一個是我電芯要把熱量散到外面，散到其他的組件，導(dǎo)熱路徑怎么打通。

假如我說這個包的外殼跟氣體的接觸怎么進(jìn)行形貌設(shè)計(jì)，怎么使得在使用的過程當(dāng)中熱量散的更快，這邊漏了一點(diǎn)，有一個重要的一點(diǎn)，我的電芯發(fā)熱量不能太高，一旦發(fā)熱量太高很難處理這個問題。

另外風(fēng)冷又叫主動風(fēng)冷或者強(qiáng)制冷卻，是利用風(fēng)機(jī)配合一個汽車自帶的蒸發(fā)器，我們正常的汽車，汽車空調(diào)蒸發(fā)器就是將乘客艙的空氣降下來，這邊把乘客艙就像這邊把乘客艙的一個低溫氣體引到包里面，這種情況肯定是沒有辦法做我們要求的密封等級了，而且因?yàn)楦饨绲目諝庖彩侵苯咏佑|，很難控制進(jìn)來的一些粉塵或者是一些對電池元器件有污染的東西。

而且強(qiáng)制風(fēng)冷對流產(chǎn)熱系數(shù)在幾十，冷卻效果也不是很好。這種來說相比較較簡單，我只要設(shè)定固定的管路加一個風(fēng)機(jī)，可能加一個也可能加幾個只要把氣體導(dǎo)進(jìn)來再排掉就可以了，成本比較低，好處是溫度可以控制，因?yàn)槭浅丝团摰囊粋€氣體。

在風(fēng)冷的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)的組件其實(shí)不多，就是一個風(fēng)機(jī)一個風(fēng)道，風(fēng)機(jī)基本上就是一個關(guān)鍵點(diǎn)，還有風(fēng)道的設(shè)計(jì)，因?yàn)殡姵匕锩骐姵睾芏?，怎么把這些電池的溫度控制在允許的范圍內(nèi)。

風(fēng)機(jī)的選型，第一個肯定要了解我要多大的一個風(fēng)量，以前可能用最原始的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公司算風(fēng)道的壓架多少，現(xiàn)在把模型做出來，調(diào)進(jìn)口的邊界，不同對應(yīng)的不同的壓架，直接把它往這里面做。仿真是拿到了一個系統(tǒng)壓損的曲線配合拿到的風(fēng)機(jī)性能曲線，風(fēng)機(jī)通常都是低壓電，一個進(jìn)壓跟風(fēng)量其實(shí)還是比較不好選的。前面漏了一點(diǎn)，正常我們用的過程當(dāng)中，風(fēng)機(jī)的類型重要是貫流和離心，基本上沒有見過在這方面用了，基本上用的要么是濁流。因?yàn)榭諝獗葻崛苌?，假如整個的風(fēng)，控制的一個路程比較長，前后的溫差會拉很大，前面說過溫差對一個包來說很重要，所以要怎么做一個均流，怎么讓每個電芯引流過的風(fēng)量差不多，甚至怎么縮短一個空氣的一個前進(jìn)的路程長度。

另外液冷，就是我們現(xiàn)在用的比較多的，按照它的結(jié)構(gòu)可以分幾種，一個是低溫散熱器冷卻系統(tǒng)，一個是直接冷卻系統(tǒng)，還有混合液冷。

第一種，電池里面的冷卻水，是直接跟環(huán)境里面進(jìn)行散熱的。

第二種，用的比較多的是直接冷卻水冷卻系統(tǒng)，因?yàn)檫@個相當(dāng)于我電池的熱量傳到電池的冷卻水里，通過冷卻水把熱量傳到冷媒里，再通過冷媒把熱量傳遞到空氣當(dāng)中。

第三，結(jié)合前面兩者的優(yōu)點(diǎn)。

第一低溫散熱器在高溫情況下不好做，外界環(huán)境溫度高的情況下，冷卻水的溫度不受控。

第二，直接冷卻水因?yàn)榭梢酝ㄟ^冷媒系統(tǒng)，可以保證冷卻水，比如環(huán)境35度，冷卻水15度，環(huán)境45度還可以做到冷卻水15度的。這個相當(dāng)于更好做系統(tǒng)的管理。

混合在外面溫度比較低的情況下，用第一個低溫散熱器的散熱系統(tǒng)，不進(jìn)入冷媒系統(tǒng)的交叉，這個是綜合了一個環(huán)境適應(yīng)性有一個能耗方面，成本很明顯比前面兩者高。

第一種，成本比較低，只要一個泵其他的不要考慮了。

第二種，要電池的冷卻器。在水冷過程當(dāng)中可以涉及到一些東西，一個是水泵還有換熱板，一個泵的選型比較好做，最重要的電池包里面的冷卻器。這個跟電芯接觸而且怎么控制均流也跟風(fēng)能遇到相同的問題，怎么做電芯通過水的流量，或者說我跟流量跟發(fā)熱量的關(guān)系，怎么做這是比較麻煩的一件事。因?yàn)榭梢宰龊芏?，我動量越大均流越小，因?yàn)槲业乃蒙婕澳芰康膯栴}。所以怎么綜合評估這個問題，我覺得還是只能靠仿真跑，先把方法提出來，先把大概的思路做出來，感覺怎么樣再做。

另外一個下面冷卻，我沒有接觸過動力鋰電池，我原來做空調(diào)之前工作做空調(diào)的，后面算半轉(zhuǎn)行到這一方面，對這方面很感興趣。

直冷系統(tǒng)剛才說的，直接冷媒冷卻電池的，整個系統(tǒng)就包含壓縮機(jī)還有冷媒器還有一個電磁膨脹法。這個特點(diǎn)跟液冷相比，至少省掉了水冷系統(tǒng)的一個組件包括一個能耗損失，相對來說結(jié)構(gòu)比較緊湊，重量比較輕，這個數(shù)據(jù)之前有人做過，效率也比較高，水泵能耗比較低，因?yàn)槔涿阶龅囊粋€壓力還是比較大的，而且我們沒有辦法做到像原來汽車空調(diào)做的這么厚，我的一個高壓的沖刷對管路的損耗元器件的損耗比較麻煩。

另外，因?yàn)槲覀冏龅氖且粋€相變，很難控制一個冷媒的狀態(tài)，可以形成一些氣液或者是完全液態(tài)的，甚至是過冷度，比如像水相同，已經(jīng)比零度還低，所以我把溫度升到零度才有相變的過程，這個我們會涉及到什么東西，一個是我們了解過冷度過高，冷媒先經(jīng)過的電池，相當(dāng)于用顯熱過熱，這種情況下吸收的熱量是比較多的，而且熱量比較低，對整個包的溫差比較難控制，假如過冷度不好造成流到管路后面進(jìn)行線路的交換還會造成一個溫差。

另外，加熱比較難，因?yàn)楸緛砦乙恢庇X得把這個顛倒一下，把蒸化器變成冷媒器，因?yàn)閮烧叩慕粨Q熱量不相同，對換熱器的面積不相同，假如我適合一個蒸發(fā)器走的一個面積，可能冷媒器不行所以比較難。

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)是涉及到的組件，一個是壓縮機(jī)還有膨脹管還有管路設(shè)計(jì)，跟低溫設(shè)計(jì)都相同，怎么分配流量包括怎么控制，因?yàn)槭且粋€相變的，壓力不好控，流量可能不好說了。

根據(jù)電池包蒸發(fā)器和整車蒸發(fā)器重要是獨(dú)立、并聯(lián)和串聯(lián)，獨(dú)立的系統(tǒng)和汽車空調(diào)的系統(tǒng)不但成本高，能耗相比較較大，前提是你是制冷量超過的情況下，因?yàn)椴粌H要多一個壓縮機(jī)還要多一個冷凝劑。

另外是串聯(lián)，也有一個問題，汽車空調(diào)基本上溫度比較低，應(yīng)該跟家用空調(diào)在10度左右，這種情況下出來的氣體經(jīng)過冷板可能造成一個后面的一個冷量的需求不相同。

并聯(lián)通過同一個壓縮機(jī)，車載出來冷媒的狀態(tài)，跟電池出來的狀態(tài)一致的。這一個也是比較難控制的。

另外，設(shè)計(jì)的一個選型，因?yàn)闀r間關(guān)系不每個講了，壓縮機(jī)在這里面會涉及到一個潤滑油的問題，通常情況下，你的管壁越小，回油能力帶回來的油越好，造成壓損的新增。

加熱和保溫技術(shù)，其實(shí)我真的沒有發(fā)現(xiàn)有什么新的技術(shù)，基本上就加熱膜、PTC、水加熱，水暖加熱器、加熱鋁板。

保溫方法：有一些材料隔絕，用低導(dǎo)熱技術(shù)材料，另外通過空氣，現(xiàn)在材料像氣凝膠導(dǎo)致系數(shù)和空氣差別不大，電芯結(jié)構(gòu)方面的問題。

國內(nèi)外的現(xiàn)狀，現(xiàn)在液冷是主流，除了日本，我想不明白，他們?yōu)楹螌︼L(fēng)冷這么情有獨(dú)鐘，還有歐洲一些會對直冷有一個需求，現(xiàn)在很多西方做高電壓平臺，一旦做上去相當(dāng)于對電流快充的一個倍率需求比較低，是不是做風(fēng)冷和自然風(fēng)冷。

這是中銀證券對國內(nèi)外主流新能源車型的梳理，確實(shí)是液冷比較多，像國內(nèi)10款車6款是液冷的，國外是6款只有兩款是風(fēng)冷的，其他的也是液冷的，有一個時間差，在做設(shè)計(jì)整車出來，上車和現(xiàn)在做的方法可能是有一個時間有一些還是做風(fēng)冷的。

熱管理的市場現(xiàn)在他們有的叫做藍(lán)海他們有一個預(yù)測，熱管理這個市場規(guī)模還是增大，無論是國內(nèi)還是國外。供應(yīng)商像在整個汽車熱管理行業(yè)四巨頭，包含55%。在新能源汽車的熱管理細(xì)分領(lǐng)域重要有三類公司，一個是傳統(tǒng)熱管理車國際巨頭還有國內(nèi)的一些熱管理的一些龍頭公司，還有一些新興的公司，比較早接觸到的。

日產(chǎn)的Leaf其實(shí)這邊有很多論文講了，我不細(xì)講了，我一直想不明白，這方面我看過拆解視頻，按照我的想法應(yīng)該把導(dǎo)熱打通的，模組之間的接觸是沒有做界邊的處理的，底下的金屬兩個螺栓擰緊，下面有一個一體的模組的托盤可以有一個導(dǎo)熱，電芯里面拆開的時候，我只看到上下兩個端面，導(dǎo)熱硅膠還有硅膠電，中間怎么導(dǎo)熱的有點(diǎn)不是很清楚。我看到應(yīng)該是通過鋁箔和鋁箔進(jìn)行接觸導(dǎo)熱的，這個導(dǎo)熱硅膠墊，包括金屬外殼有一個內(nèi)凹的設(shè)計(jì)，重要是針關(guān)于會鼓包的設(shè)計(jì)。

這個電芯做的比較薄做了8毫米，軟包有三個方向的導(dǎo)入技術(shù)，像垂直的方向一個導(dǎo)熱系數(shù)很低的，因?yàn)橹罢f過不同的正負(fù)極。

還有雪佛蘭Bolt，小板的管路設(shè)計(jì)，我上網(wǎng)搜了一下，有點(diǎn)像直冷的系統(tǒng)，一個模組要經(jīng)過一個高溫和一個低溫，這樣是溫度的一致性。

比較好奇特斯拉的一個管理策略的問題，我找不到相關(guān)的材料，之前孫總講了，就不講了。

還有捷豹也是，你們有沒有發(fā)現(xiàn)這兩份都是他們供應(yīng)的材料，不重復(fù)了，他們掌握的信息資料比較多。

寶馬i3的直冷，低溫高溫兩個一平均對溫度的均熱。i3下面有一個人字型的橡膠讓他跟電池維持一個緊密的接觸。

最后熱管理技術(shù)的展望，相變材料的應(yīng)用現(xiàn)在比較常用的，包括國外也有做相變材料，他們用的是石墨和蠟，這方面用的領(lǐng)域一個是48這種電池，因?yàn)楸堵矢甙l(fā)熱量大，沒有辦法做很大的散熱也沒有辦法做一套冷卻系統(tǒng)，相變材料到了一個相變點(diǎn)，將熱量吸收。

另外，外相變材料作為一個圓柱的熱失控還是有好處的，因?yàn)槲也涣私鉄崾Э刂匾菬崃考偃缥野褵崃拷刂沽?，在開始覺得把熱量消耗，但是沒有辦法影響其他的，要么兩種，一種隔了風(fēng)險(xiǎn)讓你自己承受，另外均冷，這個熱失控，吸收熱量傳遞到其他的相變材料，整體來說還是把溫度維持住。另外一個半導(dǎo)體制冷，用在車載的冰箱，這方面在動力鋰電池我也不了解怎么用，有人在做研究。