电动汽车动力电池直冷技术

电池热管理是电动汽车关键技术之一，它影响电动汽车动力电池的安全性、续航里程、寿命和快充能力等。目前主流电动汽车电池热管理系统采用液冷技术，存在以下问题：a) 热均衡性差：液冷方法仍然基于温差换热原理，热量传输为显热方式，因此无法避免电池模组内部温差问题，温差导致模组不同单电池充放电过程中的过充、过放或者充放电不足，电池过充过放会导致电池安全性问题，降低电池寿命，充放电不足会降低电池能量密度，降低电池续航里程。b) 换热功率受限：电动汽车电池充电等待时间长是其行业“痛点”之一，需要发展电池快充技术，而电池充电速度受散热速率限制，否则会造成热失控风险。基于冷板的液冷换热功率受限于温差大小和流量，而可控温差与环境温度密切相关。c) 热失控风险高：电池热失控是由于发生问题的电池在短时间内释放大量热，基于温差显热散热速率有限，热量大量累积引起温度急剧上升，使电池发热与温升之间产生正循环而发生爆炸、燃烧，并引起相邻的电池发生热失控。d) 寄生功耗大：液冷循环阻力较大，特别是考虑到电池模组体积限制，冷板流道一般较小，当换热量大时，流速会较大，循环压损大，功耗大，降低了电池的续航里程。针对上述问题，本项目提出一种喷射-吸收式相变电池直冷技术，利用喷射压缩工质实现蒸发-吸收-冷凝热力学循环，达到对电池的冷却或加热功能，其突出优点是加热或冷却过程热均衡性好、换热功率大、热安全性高、寄生功耗小等，可有效解决目前电动汽车电池热管理目前采用液冷技术存在的问题和挑战。

【产品性能优势】表1 本技术与现有技术对比液冷技术喷射-吸收式直冷技术（现有技术）（推荐技术）换热方式显热（温差换热）潜热（相变换热）温度分布均衡性 ≥5℃ ≤3℃电池寿命提升一般提升30%以上换热速率热阻大（通过冷板）提升50%以上循环功耗大减少30%以上热安全性一般具有热防护功能技术成熟度已商用尚未应用图1 技术原理图图2 原理验证试验