电动汽车大功率充电过程动力电池充电策略与热管理技术综述(10)

在液冷系统的实际应用中，奔驰S400BlueHybrid汽车采用了制冷剂的直接冷却方式；Tesla电动汽车中的采用了直接液体冷却/加热方式。TeslaRoadster中的电池冷却系统使用1∶1比例的乙二醇/水混合物作为冷却剂。散热接口紧贴在冷却管上，形成电池组下方的底座(图14)来用作散热器，通过与冷却液的热交换来提供有效的冷却。

2.3相变材料冷却
空气冷却和液体冷却在广泛应用的同时，也仍存在着缺点，其冷却系统在电动汽车(即风扇和泵)中占用了额外的空间，因此会增大设计的复杂程度。为了克服传统热管理系统的缺点，相变材料(phasechangematerial，PCM)被应用在了电池热管理系统中。相变材料冷却是指温度不变的情况下改变物质状态并且提供潜热物质，转变物理性质的过程，这个过程会吸收或释放大量潜热，使电池降温，如图15所示。根据应用，相变材料初始状态为：液-气、固-气、固-固和固-液。目前，固-液相变材料在电池热管理应用中备受青睐。

研究表明，相变材料的热物理性质决定了电池组的最高温升和温度均匀性，而强制空气对流对相变材料的蓄热能力的恢复起着关键作用。Rao等设计了一种相变材料/微通道耦合动力电池热管理系统以及三维电池热模型，如图16所示，采用数值方法研究了入水口质量流量、相变温度以及相变材料的热导率等的影响，结果表明，相变材料的热导率和相变温度对相变材料的液相体积比影响很大，通道数的增加导致电池组的最高温度和最大温差的降低。此外，相变材料/微通道耦合电池热管理系统的热性能更加有效，为相变材料/液体耦合电池热管理系统的设计提供了参考。