鉅大LARGE | 點擊量：1396次 | 2019年02月23日
電池熱管理系統液冷技術“滲透戰”介紹
摘要：目前電動汽車動力電池冷卻方式中風冷的比重仍然較大，但隨著電動汽車市場對續航里程、能量密度、電池容量、充電速率等性能提出更高的訴求，液冷技術將逐漸成為各大車企優先考慮的方案。國內外車企包括寶馬、特斯拉、通用、雪佛蘭、吉利、華晨寶馬、北汽、廣汽、云度、小鵬汽車、奇點汽車等在電池熱管理系統上都在導入液冷技術。
液冷技術正在逐步替代傳統風冷，成為各大車企電動車配套的主流選擇。
近期，江淮新能源iEV6E運動版正式上市，其自主研發的液冷電池管控技術也首次應用在微型電動車型中。
據介紹，該款車型所搭載的液冷技術可將電池溫度穩定控制在15-35℃適宜范圍內，-30℃～55℃環境溫度下車輛均可正常使用。同時，該技術還保障了電池單失效不引發電池包起火、爆炸，確保了電池壽命、快充性能以及低溫性能和安全性能。
無獨有偶，別克即將于年內上市的VELITE6PHEV也采用電芯級獨立液冷系統。據了解，VELITE6電池組內的每一個單體電芯都能通過冷卻片，進行散熱的循環，確保每一個電芯的溫度相差在2攝氏度之內。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
何謂液冷技術，就是利用冷卻液熱容量大且通過循環可以帶走電池系統多余熱量的性能，實現電池包的最佳工作溫度條件。
了解到，除上述兩家車企外，目前國內外車企包括寶馬、特斯拉、通用、雪佛蘭、吉利、華晨寶馬、北汽、廣汽、云度、小鵬汽車、奇點汽車等在電池熱管理系統上都在導入液冷技術。
一家大型pack企業高層表示：“早期用液冷技術的比較少，主要是市場以A00級車型為主，該類車型對性能的要求不高，同時基于成本問題沒有使用液冷技術;而今年補貼政策偏重于長續航里程、高能量密度的電池，電池發熱情況越來越嚴重，在保證整車性能的同時，還要保證一定的加速性能，液冷技術也就成為了主流選擇。”
有數據顯示，預計2022年動力電池冷卻系統裝配中，主動液冷技術將占比55%;按車型來看，插電式混動車型動力電池冷卻系統液冷技術將占比85%，純電動車型動力電池冷卻系統液冷技術將占比44%。
▌高能量、高倍率電池的必然選擇
按照熱量傳遞的介質不同，電池冷卻系統可分為：風冷、直冷和液冷。
風冷主要分為自然冷卻和強制冷卻(利用風機等)，以低溫空氣為介質。該技術在早期的電動乘用車應用廣泛，如日產聆風、起亞SoulEV等，其存在的明顯問題是冷卻速度慢，效率低，內部均溫性不佳。
直冷則采用制冷劑直接冷卻的方式，利用制冷劑(R134a等)蒸發潛熱的原理，在整車或電池系統中建立空調系統，將空調系統的蒸發器安裝在電池系統中，制冷劑在蒸發器中蒸發并快速高效地將電池系統的熱量帶走。目前通過直冷的冷卻方式基本在電動乘用車上，最典型的如寶馬i3(i3有液冷、直冷兩種冷卻方案)。雖然其降溫速度快，但均溫性差一些。
液冷是通過液體對流換熱，將電池產生的熱量帶走，降低電池溫度，介質主要為具有導電性的水等液體。液冷是目前許多電動乘用車的優選方案，國內外的典型產品如寶馬i3、特斯拉、通用沃藍達(Volt)、華晨寶馬之諾、吉利帝豪EV。但需注意的是，液冷技術對密封性的要求較高，需要封閉式的液體管道，結構復雜。
相較于其它冷卻技術，液冷技術的換熱系數高、冷卻速度快，對降低最高溫度、提升電池組溫度場一致性的效果顯著;同時，熱管理系統的體積也相對較小。
業內人士分析認為，目前電動汽車動力電池冷卻方式中風冷的比重仍然較大，但隨著電動汽車市場對續航里程、能量密度、電池容量、充電速率等性能提出更高的訴求，液冷技術將逐漸成為各大車企優先考慮的方案。
市場數據也直接印證了這個判斷。
調研數據顯示，目前國內液冷市場增長主要來自于插電式混合動力車。2017年11.9萬輛乘用車采用了液冷系統，其中9.3萬輛為插電式混合動力車，2.6萬輛為純電動汽車。
出現這種情況的主要原因是，目前新能源市場以A00和A0級別的車型為主，處于這個級別車型一般為純電動，由于其主要用于代步，速度不高，對快充的需求也有限，所以對液冷系統的需求有限，很難成為液冷技術的目標市場。
而今年，新能源乘用車的市場結構正在發生變化。
根據乘聯會廠家數據，2018年1-7月純電動乘用車批發銷售30.48萬輛，同比增長90%。其中A00級車銷售17.37萬輛，同比增長63%;A0級車銷售4.26萬輛，同比增長295%;A級車銷售8.63萬輛，同比增長106%。純電動車型結構正在加速升級。
同時，隨著補貼門檻提高及終端用戶對長續航里程的訴求越來越強烈，車企開始將高能量且兼具快充功能的動力電池做為首選。為適配車企需求，電池企業將選擇能量密度更高的三元鋰電池，在大倍率放電情況下，為控制動力電池溫度及將溫差控制在較穩定的范圍內，液冷技術逐漸受到青睞。
雙登富朗特總工佘沛亮博士表示：“三元材料過充時容易析氧，熱失控時容易自催化反應，速度太快，以致于無法避免爆炸、著火等風險，因此，必須要控制好其工作溫度范圍”。
“做乘用車用的三元材料電池(也有個別磷酸鐵鋰電池)系統的電池企業、pack企業和車企一定會采用液冷系統;部分物流車采用圓柱形三元材料電池系統，也會采用液冷技術”。他補充道。
華霆動力高級研發總監馬俊峰表示：“在補貼政策影響下，能量密度越來越高、續航里程增加，液冷將是標配。目前公司都是液冷的電池包，去年銷售額5億，今年預計15-20億，目前已經實現7億的銷售額。”
一家大型pack企業高層表示：“隨著電池性能逐步提高，液冷將成為新能源乘用車企的必然選擇，今年純電動乘用車中電池冷卻系統液冷技術市場占比有望達到60%。”
