動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計，是保障電池運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)計成果。

在新能源汽車動力電池系統(tǒng)早期的設(shè)計中，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)計難覓蹤影或被弱化，沒有作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)對待。近些年，這種情況發(fā)生了根本變化，客戶對“縮小使用差距（和燃油車）”很迫切，從功率角度、環(huán)境適應(yīng)性，對電池系統(tǒng)提出了更高的要求，熱管理被賦予了新的使命。這就需要運用科學(xué)完整的開發(fā)流程，循序漸進，認(rèn)真對待每一個小環(huán)節(jié)，讓熱設(shè)計滿足電池系統(tǒng)要求。

系統(tǒng)溫點布置需標(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。如某品牌方形電池，45Ah，由23片正極片+24負極片+N片隔膜+若干電解液組成。我們先看看相關(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，時間長度很長。更為重要的是，均溫特性，會變得非常差。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：

其一：同一片極片存在溫差（因涂布厚度工藝）

其二：疊片工藝不同傳熱途徑不同（卷繞工藝沿著鉑片方向?qū)?，疊片傳熱是沿著疊層的垂直方向。）

其三：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）

通過上面分析對比，單體電芯上溫點采集布置，是不確定的。同時，單體電芯組成的模組、包體，因結(jié)構(gòu)設(shè)計、布置的差異，也是完全不同的。需要通過標(biāo)定完成溫點的布置設(shè)計。如，Leaf電池系統(tǒng)有4個采集點，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，完成了多少輪實驗，這種開發(fā)難度之大，開發(fā)過程之艱辛，估計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。對于很多人來說聽起來似乎是有些矛盾。但是動力電池導(dǎo)熱材料在應(yīng)用中，的確也是游離在其矛盾的邊緣上。在正常運行，充放電過程中，動力電池在導(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，動力電池又需要進行絕熱處理，讓相鄰電芯免受株連。 

（2）當(dāng)導(dǎo)熱材料運用在電池和導(dǎo)熱板之間的時候，不僅僅要求其導(dǎo)熱性好，還需要導(dǎo)熱均勻，絕緣性好，這聽起來也是一對矛盾，但是也是目前對于運用于動力電池導(dǎo)熱材料的主要要求點。

從材料角度，材料的導(dǎo)熱性和絕緣性能因制作時添加不同成分進行取舍，其性能天平會有傾斜。下面是動力電池有無使用導(dǎo)熱材料溫度分布示意效果圖。

系統(tǒng)箱體的局部隔熱

從安全角度，隔熱作用對于電動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，能起到對乘員艙緩解和保護作用。目前，箱體還做不到完全隔熱設(shè)計，但是，隨著越來越多隔熱材料的不斷面世，對于動力電池箱體以及內(nèi)部的隔熱設(shè)計也日趨完善，隔熱棉在箱體動力電池中的應(yīng)用。

自然冷卻更需注重?zé)峁芾碓O(shè)計元素

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

（1）相對液冷，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自然變成了一個“散熱片”。車輛移動時，箱體外形對氣流的導(dǎo)流是需要更為精細設(shè)計的，另外電池箱體與車身結(jié)合的間隙也是有要求的。

（2）當(dāng)采用自然冷卻的時候，電芯之間間距相對于采用液冷系統(tǒng)是加大的。從自然對流的角度，電芯間隙5~10mm才能形成有效通道。同時，模組之間，模組和箱體之間，保留了很大的對流通道。通過實驗數(shù)據(jù)表明空隙容積率在40~50%，自然冷卻是最有效的。

（本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載于第一電動網(wǎng) 作者：平全文  https://www.d1ev.com/kol/64918）