通过自然通风的空气冷却是最廉价、最简单的电池包冷却方式，但由于其热容和传热系数都较低，难以满足大多数电动汽车的散热需求。因此，它仅适用于充放电速率低、体积小且环境温度适宜的短途车型。 热管能够被动工作并具有高于空气冷却的传热效率，但其冷凝段体积大、温度难以精控，且冷凝器仍需额外冷却，使其在整车集成时面临空间和系统复杂度挑战。为减少冷凝段占用空间，一般将冷凝器倾斜布置以节省体积。 相变材料作为被动BTMS具有吸热量大、可在相变温度下长时间维持恒温的优点，同时无需主动冷却部件，系统紧凑。然而，PCM在熔融后需较长时间重新固化，液态时存在泄漏风险，其高潜热仅在狭窄温度区间内可用，难以应对电池包内的快速温升或骤冷。对于有机PCM，还需警惕热失控时的可燃性；无机PCM则存在多次相变后化学稳定性差、熔点高、比重大等问题。鉴于此，可在热工况相对稳定且已采取阻燃措施的车型中采用有机PCM BTMS。为提升PCM系统质量，其容器应增强导热、防止泄漏并保证多次循环的均匀性，因此带导热涂层或鳍片结构的封装容器是理想选择。 针对长途快充车型，其大容量电池包在高热负荷下需要主动冷却系统来精准调控散热能量。通过强制对流的风冷，可依据热负荷调节风速，实现所需的散热效果；借助J型通道等优化进、出口结构，还能进一步提升冷却性能。但风冷BTMS也存在风道内气流紊乱导致冷却不均、空气低传热系数和比热容带来的能效瓶颈。可通过在电池包内增设多点进气口、在关键区域布置多孔铝沫或安装热沉等方式补偿这些缺陷。 在实际应用中，大多数电动汽车仍以液冷BTMS为主，因为液体通常具有高于空气的传热系数和比热容。对于棱柱或软包电池，冷却板能覆盖更大受冷面积，但铝或铜冷却板自重大，会显著增加整车质量；且液体沿冷却板流动时会逐渐升温，靠近出口区域的散热性能较差，需并联多路通道以改善均匀性。与冷却板相比，导热软管更轻便、柔性好，可根据电池几何形状设计管路，但同样存在出口末端散热差和管路泄漏风险，需定期检修更换。 浸没冷却通过直接将电池包浸入介电液中，最大化受冷面积，并利用介电液高比热实现卓越的快充快放性能；其不可燃性也能大幅降低热失控风险。但介电液成本高、用量大，因而更适合高性能、高热负荷车型。 热电制冷器可精细调控电池包散热量，但自身制冷效率有限，需与风冷或液冷系统联合使用，以实现精确控温。 综上所述，各BTMS方案各有侧重：风冷适合轻量短途，液冷胜在高热负荷，PCM被动高效，TEC精控精准；混合系统则可兼顾多种优势，但也会提高系统复杂度和成本。在具体车型选型时，应根据电池包规格、散热需求和整车集成约束，权衡各方案优劣，选择最优的单一或混合BTMS组合。 09结语 本文回顾了电池热管理系统（BTMS）技术的最新进展，重点探讨了空气冷却、液冷、相变材料（PCM）和热电冷却四种方案的优劣，并对多种混合系统进行了分析。空气冷却能耗最低、维护简单、成本最低，适用于热负荷较低的短途电动汽车；液冷换热系数高、比热容大、温度分布均匀，但成本、重量和维护需求也更高，适合长途高热负荷场景；PCM系统可在相变过程中被动吸收大量热量，但热导率低、潜热有效温度范围窄，适用于热负荷稳定且环境温度恒定的应用；热电冷却温度控制精准，但单独使用时制冷效率不足，需与风冷或液冷等方式联合使用；混合BTMS则可综合多种方案的优势，却会带来更高的系统复杂性和成本。因此，在选型与设计时，应充分权衡各方案的特点与实际需求，选择最优的混合或单一BTMS组合。 |
