新能源汽车动力电池的冷却技术研究

新能源汽车动力电池的冷却技术研究

鲁守卿

重庆交通职业学院  重庆江津区  402247

摘要：近几年，随着世界石油价格不断攀升，环境保护要求不断提高，新能源汽车技术的研究与产业化得到了广泛的关注。新能源汽车是当前汽车工业的发展趋势，是国家重点扶持的一个新兴产业。在实际生活中，一方面要满足人民对汽车等日常生活用品的物质、文化的需要，另一方面也要降低对环境的污染与破坏，这就要求改进汽车的能源消耗方式，同时降低汽油和其他洁净能源的需求，使它们逐渐被其他洁净能源所取代。

关键词：新能源汽车；动力电池；冷却技术

引言

能源紧缺一直是各个行业所面临的最大困境，石油作为传统工业化行业的主要能源，在生产与生活中起到了极为重要的价值作用。汽车的动力能源是石油产品，但随着汽车保有量的逐步提升，对于原油的需求量逐步提升，加之能源紧缺问题的存在，给汽车行业未来发展带来影响。新能源汽车研发降低汽车行业对于传统能源的依赖水平，利用电力能源来取代传统的燃油能源，与此同时利用其他可再生的资源可妥善解决汽车尾气的排放问题，降低对于不可再生资源的利用率，有效解决我国的能源使用危机，推动国家经济的可持续发展进程。新能源汽车是以电力驱动的新型能源汽车，电池装置在长时间的驱动状态下，电能与热能比例将会出现负增长情况，一旦电池热能产生量高于热能输出量时，将会加剧电力能源的损耗程度，大大缩减电池装置的使用寿命。为推动新能源汽车行业的进一步发展，各大汽车企业需要提升对动力电池的开发与优化水平，应用电池冷却技术及时分散电池装置，有效延长电池的生命周期，为汽车企业创造更多的经济利润。

1新能源汽车

新能源汽车是以新型清洁能源当作运行动力的汽车，是未来汽车行业发展与应用的重要趋势。在研发清洁能源类型的汽车时，研发人员应当对车辆控制系统进行改善，以此适应与传统能源存在差别的驱动方式。所以，新能源汽车的研发与应用可以快速推动汽车领域的新发展。在研发初级阶段，我国新能源汽车主要以油电混合动力汽车为主，这是由于前期新能源发电技术的补电站点数量较少，需要采取混合动力的驱动方式。在我国清洁能源发电技术水平的不断提升下，新能源补电站点数量逐渐增多，新能源汽车得到完善，并逐渐摒弃传统汽油动力，打造出纯电动能源汽车。新能源汽车是未来汽车行业领域发展的方向和发展趋势，同时也是保护自然生态环境、维护国家利益、促进国家社会实现稳定发展和可持续发展的重要组成部分，应积极推广新能源汽车技术，促进新能源技术转型发展和创新发展，以此推动国家社会经济健康良好的发展，对于增强国家综合实力，提升汽车行业市场竞争力具有重要意义。

2新能源汽车电池

2.1锂离子电池

锂离子电池本身具备极高的能量密度以及电压，在具体应用过程中也具备电池重量轻、污染程度低的应用优势，锂离子电池应用寿命要远远长于其他类型电池，在我国新能源汽车行业中有着良好的发展场景，适用于节能环保行业的发展。

2.2铅酸蓄电池

铅酸蓄电池的体积重量虽然比较大，但是整体能够释放的能量相对较低，使用寿命也相对较短，在具体生产过程中所应用的原材料成本并不高，其稳定性也相对优良因此能够再次回收利用。现阶段广泛应用在电动三轮车、自行车此类的电池能源中，在能源市场上的占有率最高。

2.3燃料电池

纯电动汽车是新能源汽车中具有巨大发展潜力的类型。然而纯电动汽车目前最大的问题在于无法像传统燃油车一样在短时间内完成燃料加注，目前较为成熟的各种动力电池均难以平衡快速充电、续航里程、比效率等之间的关系。而燃料电池作为将燃料所具有化学能直接转化为电能的电池，其只需要通过氢气与来自空气中的氧发生反应并生成电能即可。在新能源汽车领域，燃料电池的应用不仅能为汽车提供动力，还能像燃油汽车加油一样快捷、方便地完成氢燃料的加注。不过目前燃料电池研发水平偏低，成本较为高昂，整个产业链不够完善，存在上游纯氢制备技术不成熟、大规模海水制氢技术待突破、氢的储存运输成本过高等问题，还需要不断加以优化和完善方能真正应用到新能源汽车之中。

3新能源汽车动力电池的冷却技术分析

3.1空气冷却技术

空气冷却技术可分为自然对流冷却和强制对流冷却。其中，自然对流冷却系统是利用外部空气的自然对流或利用机械结构的改进增加进风量，使外部冷空气流经动力电池的各个电池表面进行热交换，达到冷却的目的。自然对流具有结构简单、成本低的优点。但由于自然风的不可控性，存在着散热能力弱的缺点。利用风扇进行强制对流散热比自然对流更加可靠，散热能力更强，更容易维护，因此成为新能源汽车早期常用的一种电池冷却方法。

3.2液体冷却电池技术

这一冷却技术具备比热容系数高以及换热系数高的应用优势，主要是利用液体介质实现对动力电池的温度的有效降低。液体冷却电池技术所应用的冷却介质主要是液相物质，如乙二醇、水以及制冷剂等物质均可作为制冷剂来达到冷却效果。液体冷却电池技术根据接触方法的不同可将其细化分为直接冷却手段以及间接冷却手段。直接冷却手段试讲电池模块完全浸没于绝缘冷却液体当中，通过实现冷却液体与电池组的直接性接触达到降温目的。间接冷却手段则是在电池组的周边设置冷却盘管，由冷却液体在其中流动，借助对流传热以及制冷手段达到降低电池组工作温度的目的。现阶段常常应用的冷却介质为新型电子冷却介质NOVEC7000，所采取的热流传热以及介质相变吸热的冷却方法可确保电池组的工作温度始终维持在35℃左右，以往所应用的乙二醇介质在多次循环下，电池组工作温度将会逐步上升。因此新型电子冷却介质NOVEC7000在新能源汽车动力电池冷却系统中有着良好的应用前景。

3.3相变材料冷却电池技术

这一冷却技术主要发挥相变吸热原理达到降低电池组的工作温度的目的。相变材料本身具备无毒无害、热稳定性优良、应用成本低的技术特点。热管冷却电池技术在具体应用过程中并不需要依靠任何通道设备或是电气设备，可确保电池组整体温度的均匀性，避免电池组出现具备热点的情况，因此在应用环节中可确保电池组运行的安全性。

3.4热管冷却技术

热管冷却技术最早应用于航空航天和军事等领域，其工作原理在于热管内部工作流体间的相变反应，在蒸发段吸收热量，在冷凝段释放热量，一般沿轴向分为蒸发段、绝热段和冷凝段。因此，热管冷却能通过工作流体的往复循环和相变反应进行有效的传热，而蒸发段通常连接到热源。但由于使用过程中冷凝剂的压力过高，从而导致管道、生产标准、生产设备等方面的要求过高，目前仍处于研究阶段。因此，热管冷却系统在动力电池热管理方面的应用也大多处于研究阶段，尚未广泛使用。

结束语

综上所述，在节能环保可持续发展战略支持下，新能源汽车行业迅猛性发展，致力于解决能源消耗以及环境污染等各个方面的问题。现如今新能源汽车内的电池组电容量、电池模块数量逐步提升，动力电池组所释放的热量也大幅度提升。新能源汽车动力电池冷却技术的应用，可进一步延长电池的使用寿命，有效确保电池组工作安全性。为此在进行新能源汽车动力电池冷却系统设计过程中，需要灵活应用空气冷却电池技术、液体冷却电池技术、热管冷却电池技术以及相变材料冷却电池技术，重视动力电池热管理问题，推动新能源汽车的可持续健康发展。

参考文献

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