GLPOLY動力電池導熱硅膠墊廠家談動力電池系統熱管理設計
與動力電池系統一樣，熱管理系統也是一個生態系統，它的設計過程需要遵循“V”模型開發模式、借助仿真工具以及通過大量的測試驗證，只有這樣才能提升開發效率、節省開發成本以及保障系統的可靠性、安全性和使用壽命。
高溫除了會影響鋰離子電池的循環壽命，還會危害到鋰離子電池的安全。此外，電池系統內部的鋰離子電池之間的溫差也是影響電池系統使用的一個非常重要的因素：研究表明，當溫差超過5℃時，系統的SOC差異大于10%；此外，溫差還會導致電池系統壽命一致性和發熱一致性降低。由此可見，冷卻系統對于保證電池循環壽命、熱安全和一致性至關重要。
常用的冷卻方式主要有4種：自然冷卻、強制風冷、夜冷和制冷劑直接冷卻（簡稱直冷）。其中自然冷卻、強制風冷、和液冷這三種冷卻方式都是利用冷卻工質流過熱功率表面時發生的對流換熱將熱量帶走，過程中冷卻工質沒有發生相變。直冷則是冷卻工質在冷板中發生相變，并利用相變吸熱帶走大量的熱量。
現在我們再來介紹一下動力電池系統熱管理設計中冷卻方式的選擇：自然冷卻系統。
自然冷卻是利用空氣的自然對流換熱，將PACK、模組或電池單體的熱量傳遞到周圍空氣中，從而在一定程度上降低電池單體的溫度。由于空氣的導熱系數較低，且自然對流的流動也較弱，因此自然冷卻的散熱效率一般比較低。此外，當電池系統周圍不存在其他熱源時，溫差也可以控制 在 較小的范圍內。自然冷卻方式雖然效率較低，但這種方式的成本較低、所占的空間較小以及電池單體間的溫差較?。o外部熱源時）。在電池系統運行工況緩和、成本控制較高以及留給熱管理系統的空間十分有限的情況下，自然冷卻方式是一種可取的選擇。
雖然自然冷卻屬于空氣自然對流的一種被動冷卻方式，但仍然需要進行設計。設計的思路一般是先將電池單體的熱量從模組內部傳導到模組外部，然后再將這些熱量傳導到箱體外部，而這其中尤其是以模組的熱設計最為重要。接下來將分別對方形模組、軟包模組、和圓柱模組的自然冷卻設計進行探討。
1、方形模組
根據方形電芯的成組特點，一般在電芯與模組金屬底板之間增加可以壓縮的導熱膠層（GLPOLY的絕緣導熱墊XK-P20）從而在電芯與模組金屬底板之間建立一條傳導效率較高的導熱路徑，并將電芯產生的熱量傳遞到金屬底板上，然后將熱量傳遞到模組外部，如圖5-7所說示：
軟包電芯的特點是厚度相對較小、寬度和長度比較大，因此會利用電芯的大面（即電芯寬度方向和長度方向形成的面）進行熱設計。如圖5-8所示，在兩個軟包電芯之間安裝導熱的金屬板，并將電芯產生的熱量傳遞到金屬板，然后通過金屬板將熱量傳遞到模組外部。
在成組過程中，圓柱電芯的正極和負極往往會與匯流排焊接，因此可以用于熱設計的只有電芯的圓柱面。一般情況下，在成組過程中將電芯之間的間距保持在一定的值，并采用錯排的方式進一步增加電芯的間距，如圖5-9所示，同時將模組的塑料外框鏤空。這樣，電芯產生的熱量通過圓柱面傳遞到模組內部空氣中，然后通過對流傳遞到模組外部。電芯單體產生的熱量傳遞到模組外部之后，熱量還在箱體內部，還需要通過箱體本身傳遞到箱體外部。在進行箱體設計時，需要優化模組與人體之間的熱量傳遞效率。相對于模組熱設計來說，箱體的熱設計相對來說較為簡單，再此就不進行詳細描述。
自然冷卻的設計過程如果借助熱流體仿真分析工具，則可以在設計時獲取電池系統內部的溫度分布，并為優化設計提供指導。下圖是電池系統的熱流體仿真分析，該電池系統采用自然冷卻方式進行散熱，熱設計目標為電芯的最大溫升小于10℃，電芯之間的最大溫差小于5℃。仿真結果表明：在電池系統運行特定工況時，箱體內部電芯的最大溫升為7.5℃；電芯之間的最大溫差為2.4℃，滿足設計要求。
