鋰離子電池冷卻方法及其應用分析

鋰離子電池是通過化學反應的方式提供能量的，所以這個過程會發生一定的熱量，而熱量如果持續增加而得不到有效的散熱，就會積累，反過來電化學物質在高溫下活性更強，這樣不斷疊加之下，鋰離子電池發生自燃或爆炸事故也就不遠了。

鋰離子電池結構特點在不同的方向上熱導率存在顯著的差異，在平行于極片的方向上的熱導率要顯著高于垂直于極片方向的熱導率，因此不同的散熱方式不僅在效率上存在顯著的區別，而且不適當的散熱方式還會在鋰離子電池內部產生嚴重的溫度梯度，影響電池內部電流的分布，進而導致電池內部衰降的不一致，嚴重影響鋰離子電池的使用壽命。

對于鋰離子電池組的散熱控制方面主要有以下幾種方法：

包括電極、電解質材料等，這是基于電池內部材料的一種方法。電池發生化學反應，產熱的部件主要是正負極、電解質等，因此研究這些材料的性能并加以改進來提高其溫度活性區間。

為了提高電極的導熱性能，在電極碳材料中添加了銅和鋁。通過提升電池材料的熱穩定性，一般都會降低電池的容量，但電池的容量是電池的重要指標，因此，通過改善電池材料的熱性能來提升電池整體的熱性能有一定的局限性。

空氣散熱就是空氣掃過電池表面，將電池表面的熱量帶走。根據風的成因，分為自然對流和強制對流，依靠車速自然而形成的風為自然對流，利用風扇風機等強制產生的風為強制對流，而通風的方式又分為并行和串行。

人們基于空氣散熱，研究了并行散熱的效果，設計了電池組各種排列結構，為了改善風的散熱性能，設計改進風擋板，拓寬風道，改善散熱效果。

液體冷卻效果強于空氣冷卻，但結構更復雜，因為很多液體不能與電池直接接觸，需要將液體包裹起來，在電池間布置管道，設置夾套等;而能與電池直接接觸的液體，一般其流動性能差，傳熱效果不太理想。

熱管技術也可稱為液體散熱的一種，它是依靠管內的介質發生相變時會伴隨著吸熱與放熱現象，該相變主要是液體與氣體之間的變化，是一種高效換熱元件，在電池熱管理上的應用也越來越得到關注。

相變材料高效可行，結構簡單，也不需要消耗額外能量，但其導熱系數低，會使得與高低溫電池接觸的地方，相變材料的溶解狀態差別很大，從而降低散熱性能。應用相變材料進行電池熱管理是未來的主要發展方向。

暢能達研發了熱導率10000W/m?K以上的相變熱控器件，憑借熱阻較低、導熱速率快、傳熱能力大、適應性良好等優點，能做到熱管理系統控制效果的整體提升。

以永磁同步電機的應用為例，該類型電機端部繞組的局部溫度較高，針對該問題我們設計相匹配的熱管或者折彎異型均熱板，增加散熱路徑，避免熱量堆積，控制溫差。