剛剛過去的冬季可能還讓電動車車主們心有余悸，大家都知道，冬季是電動汽車的夢魘，不少車型的續(xù)航里程都會大打折扣，更嚴重的是，有些車型會因為低溫而開啟保護程序，導(dǎo)致無法充電。這些車型不乏采用“大廠“電芯的產(chǎn)品。其實，電芯之于電動汽車，猶如磚頭之于大廈。大廈的質(zhì)量絕非僅僅受磚塊影響，整體的設(shè)計、施工無比重要。電動汽車同理，并不是說采購了某品牌的電芯就意味著高枕無憂。

動力電池是一個系統(tǒng)工程，電芯質(zhì)量、成組技術(shù)、管理技術(shù)、溫控技術(shù)、生產(chǎn)工藝等等都是影響電池穩(wěn)定性和壽命的重要因素。尤其是熱管理技術(shù)，對用車體驗有著非常大的影響。不同的熱管理方案會帶來截然不同的實際效果。下面筆者將為大家介紹常見的電池組熱管理方案。

?一、常見的4種冷卻方式

?1、自然冷卻

自然冷卻的原理利用空氣自然對流來換熱，通俗理解就是靠自然風(fēng)吹。這是初級的散熱方案，優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，占用空間較小；但缺點也很明顯，散熱效率低，無法適應(yīng)大功率充放電冷卻需求，一般用于運行工況緩和、對成本非常敏感的二輪電摩以及部分低端汽車。

?2、強制風(fēng)冷

強制風(fēng)冷通過風(fēng)扇將空氣引入電池包內(nèi)部，強迫冷空氣流過電芯表面后排出，將電芯產(chǎn)生的熱量帶到外部。形象的理解就是，相對自然冷卻而言，強制風(fēng)冷可以主動制造空氣流動，不再“靠天吃飯”，比自然冷卻效率更高一些，從而能更好的適應(yīng)大功率充放電。不過，雖然強制風(fēng)冷的散熱效率較自然冷卻有了較大提升，但仍然遠不及液冷。此外，風(fēng)冷系統(tǒng)對進出風(fēng)口的需求使得電池系統(tǒng)的密封性很難達到一個較高的等級水平。

?3、液冷

?液冷方式主要通過冷卻液為電池系統(tǒng)降溫。首先，冷凝器、壓縮機等設(shè)備為冷卻液強制降溫，低溫冷卻液流經(jīng)電池系統(tǒng)內(nèi)部與電芯發(fā)生熱交換以后，再流回?zé)峤粨Q器與低溫制冷劑進行熱交換，從而將電池產(chǎn)生的熱量帶出電池系統(tǒng)。液冷比風(fēng)冷的散熱效率更高，能滿足大功率充放電的散熱需求，同時液冷散熱更均勻，電芯溫差小，對于增強電池系統(tǒng)穩(wěn)定性、提升壽命有很大幫助。不過，液冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時會消耗一定的能量，且相對風(fēng)冷系統(tǒng)成本也略有增加。

?4、直冷

?直冷系統(tǒng)與液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，但直冷會直接將汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑注入電池包內(nèi)部，低溫的制冷劑可以更快速地帶走電池內(nèi)部的熱量，散熱效率更高。但是直冷系統(tǒng)也有弱點，一是對系統(tǒng)氣密性要求高，對生產(chǎn)制造工藝提出了更高的要求；二是直冷系統(tǒng)的散熱均勻性不易控制，電芯溫差存在過大的風(fēng)險。

?最為重要的一點，直冷系統(tǒng)無法集成加熱功能，需要通過另外安裝一套獨立的加熱系統(tǒng)（通常是加熱膜或者PTC組件）來應(yīng)對冬季低溫。

?上述各項方案中，只有液冷系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實現(xiàn)夏季制冷,冬季加熱功能，同時保證電池系統(tǒng)的高密封等級水平，從而使電池快速恢復(fù)活性。

?總體來說，液冷方案能較好的滿足電池包散熱和升溫的問題，從而保障電池包大功率充放電的穩(wěn)定性，生產(chǎn)工藝上相對容易實現(xiàn)，在性能、成本上達到了一個相對理想的平衡。

量產(chǎn)電動跑車前途K50就采用了液冷方案，以保障電池系統(tǒng)大功率輸出的時的穩(wěn)定性。前途K50的電池系統(tǒng)由同為長城華冠子公司的華特電動提供，一家專注于新能源汽車關(guān)鍵零部件的供應(yīng)商。在電動汽車整體解決方案尤其是液冷熱管理系統(tǒng)方面，華特電動無疑是最有實力的廠家之一。

?二、華特電動：液冷方案專家

?1、模塊化設(shè)計

華特電動研發(fā)的標準電池箱尺寸710*275*200mm，重量56kg，總能量7.88kWh。標準電池箱基于模塊化的設(shè)計理念打造，可以自由組合成不同形狀、不同容量、不同電壓的動力電池組，從而適配不同車型。當能量密度更高的電芯面市之后，整車廠只要需要訂購升級之后的標準箱替換，即快速推出續(xù)航更長的改款車型，無需修改車輛結(jié)構(gòu)和電池包結(jié)構(gòu)件，節(jié)約升級的時間及各項成本。

?2、液冷方案，應(yīng)對冬夏嚴寒

?華特電動的標準箱采用了液冷的冷卻方案，同時集成了兩種冷熱交換方式：弱冷和強冷。當電池組溫度在45℃以下時，用散熱器來降溫，這樣可以節(jié)約系統(tǒng)能耗；溫度在45℃以上時，用靠壓縮機來降溫，快速散熱，保障電池系統(tǒng)在-40℃～60℃范圍內(nèi)可以長時間持續(xù)穩(wěn)定地工作。

?正如前方所述，風(fēng)冷冷卻效率低，密封可靠性差，直冷冷卻方式是單冷系統(tǒng)，無法同時實現(xiàn)為電池加溫的功能。而華特電動的液冷結(jié)構(gòu)不僅可以實現(xiàn)散熱功能，亦可以實現(xiàn)為電池加溫的功能。

?冬季，電池受低溫影響，活性會變差，充放電能力都會受到較大影響。華特電動的液冷系統(tǒng)可在極寒條件下（-30℃）保證電池組正常充電，并保證電池在低溫環(huán)境中正常放電，實現(xiàn)車輛0動力損失。

?另外，液冷加熱速度最快可以使電池升溫0.6℃/min，而加熱膜、PTC等方式最快僅0.3℃/min。不僅加熱速度方面有差別，華特電動的液冷方案加熱也更均勻，可將電芯溫差控制在5℃，而加熱膜和PTC加熱均勻性相對較差，電芯溫差約在8-10℃。

?電池單體溫差過大會使電芯內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)速率出現(xiàn)不均衡，最終將導(dǎo)致單體壽命、容量、內(nèi)阻出現(xiàn)差異，影響電池包的性能和壽命。華特電動的熱管理方案可以做到更小的溫差，這意味著更長的電池壽命，也意味著更低的返修率。

?液冷系統(tǒng)工作時會為冷卻液加熱或者制冷，要消耗一定的能量，因此華特電動在電池箱體保溫方面下了不少功夫，通過SMC殼體、云母片、保溫泡棉等創(chuàng)造絕熱環(huán)境，將電池整體用絕熱環(huán)境來封閉起來，盡最大可能減小外界環(huán)境對電池溫度的影響，從而保證熱管理系統(tǒng)自身超低能耗。

?形象一點理解，華特電動為電芯造了一幢房子，保溫效果特別好，所以房子的“空調(diào)”非常省電。這意味著整車能耗下降，更多的電量可被用于驅(qū)動車輛，續(xù)航里程、用戶體驗都有提升。?

總結(jié)：電池包是一個系統(tǒng)工程，并非各項配件的簡單拼湊，對廠家的設(shè)計、制造經(jīng)驗有很高的要求。華特電動的產(chǎn)品已經(jīng)在超大功率的電動跑車K50上成功應(yīng)用，被證明擁有持續(xù)大功率充放電的能力，性能穩(wěn)定，這近一步證明了其熱管理系統(tǒng)的卓越品質(zhì)。

隨著消費者對電動汽車認識的日益深刻，具備優(yōu)秀液冷熱管理系統(tǒng)的電池包，對于一款高品質(zhì)電動車來說是日趨成為必須選項。擁有全套解決方案的華特也許會成為新時代的贏家。