相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展

相变储热技术研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐渐加强，高效、环保的能源存储技术成为了研究热点。

相变储热技术作为一种重要的热能存储方式，因其能在特定温度下进行热能的吸收和释放，从而实现对热能的有效管理和利用，受到了广泛关注。

本文旨在全面综述相变储热技术的研究进展，包括其基本原理、材料研究进展、应用领域以及未来的发展趋势。

通过对现有文献的梳理和分析，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，推动相变储热技术的进一步发展和应用。

二、相变储热材料的研究进展相变储热技术作为一种高效、环保的储热方式，近年来受到了广泛关注。

其核心在于相变储热材料（Phase Change Materials, PCMs），这些材料能够在特定的温度下吸收或释放大量的热能，从而实现对热能的储存和利用。

近年来，相变储热材料的研究取得了显著的进展，不仅拓宽了材料种类，还提高了储热效率和稳定性。

在材料种类方面，传统的相变储热材料主要包括无机盐类、石蜡类和脂肪酸类等。

然而，这些材料在某些应用场合下存在导热性差、易泄漏、化学稳定性不足等问题。

因此，研究人员开始探索新型相变储热材料，如高分子材料、纳米复合材料等。

这些新材料不仅具有更高的储热密度和更好的稳定性，还能通过纳米效应、界面效应等提高导热性能，从而满足更广泛的应用需求。

在储热效率方面，研究者们通过改变材料的微观结构、优化复合材料的配比、引入纳米增强剂等方法，有效提高了相变储热材料的储热效率和热稳定性。

一些研究者还将相变储热材料与其他储能技术相结合，如与太阳能、地热能等可再生能源相结合，实现了热能的高效利用和存储。

在应用方面，相变储热材料已广泛应用于建筑节能、工业余热回收、航空航天等领域。

在建筑节能领域，相变储热材料可以用于墙体、屋顶等建筑构件中，通过储存和释放热能来调节室内温度，提高建筑的保温性能。

在工业余热回收领域，相变储热材料可以回收和利用工业生产过程中产生的余热，提高能源利用效率。

动力电池系统的热管理与散热技术研究动力电池是电动车辆中至关重要的组成部分，其稳定性和安全性对于整个车辆的性能和寿命至关重要。

由于动力电池在使用过程中会产生大量的热量，因此热管理与散热技术成为了动力电池系统研究的一个重要方向。

一、热管理的重要性动力电池在高电流充放电过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，就会导致电池温度升高，进而影响电池的性能和寿命。

过高的电池温度还可能引起电池的热失控、漏液、甚至起火爆炸等危险情况。

因此，热管理对于动力电池的安全运行和性能保持至关重要。

二、热管理的主要方法1. 热传导：通过增加电池模块与散热器的接触面积，提高热传导效率。

在设计电池模块时，可以增加散热片、散热管等散热元件，扩大热量的传导路径，提高热传导效率。

2. 热对流：通过流体对流的方式，将散热器上的热量迅速带走，实现动力电池的散热。

可以利用风扇、循环水等方式增加冷却空气或水流，提高散热效果。

3. 蓄冷材料：利用相变材料的特性，在电池温度较低时吸收热量，温度升高时释放热量，实现动力电池的温度调节。

相变材料具有高储能密度和可逆性的特点，能够在一定程度上缓解电池温升过程中的热冲击。

4. 温度监测与控制：通过传感器监测电池温度，利用控制算法对冷却系统进行实时控制，及时调节散热模块的工作状态，保持电池温度在安全范围内。

三、散热技术的研究进展目前，热管理与散热技术在动力电池系统中的应用已经取得了一些突破性进展。

例如，一些研究通过优化电池模块的堆叠方式和接触方式，提高了散热效率。

通过增加散热片、散热管等散热元件，扩大热传导路径，减小了电池模块的温度差异，提高了系统的热管理效果。

此外，一些研究还探索了新型的相变材料和热管技术在动力电池系统中的应用，取得了一定的成果。

四、未来发展趋势随着电动汽车市场的不断扩大，动力电池系统的研究也将不断取得新的突破。

未来的热管理与散热技术将更加注重实际应用和系统整合。

在提高散热效率的同时，还需要考虑成本、重量和体积等因素，寻求更加全面的解决方案。

汽车热管理相变材料一、相变材料的定义和特点相变材料（PCM）是一种智能材料，其特点在于具有高热导率、高比热容、高热稳定性和低热膨胀系数。

这些特性使得PCM能在一定温度范围内发生固态与液态之间的相变。

这种材料的特殊性质使其在许多领域中都有广泛的应用，其中之一就是汽车热管理。

二、相变材料在汽车热管理中的应用随着新能源汽车的普及和节能需求的提高，汽车热管理成为了提高汽车性能和安全性的重要手段。

PCM被广泛应用于汽车热管理中，通过吸收和释放热量，控制发动机、驱动系统、电池等主要部件的温度，提高汽车运行的安全性和可靠性。

在汽车热管理中，PCM可以用于以下几个方面：1.发动机温度控制：PCM可以用于控制发动机的冷却和加热，以保持最佳的工作温度。

当发动机温度过高时，PCM会吸收热量并转化为液态，降低发动机温度；当发动机温度过低时，PCM会释放热量并转化为固态，提高发动机温度。

2.电池温度控制：PCM可以用于控制电池的温度，以延长电池的使用寿命和安全性。

当电池温度过高时，PCM会吸收热量并转化为液态，降低电池温度；当电池温度过低时，PCM会释放热量并转化为固态，提高电池温度。

3.驱动系统温度控制：PCM可以用于控制驱动系统的温度，以保护电机、电子控制器等部件不受高温影响。

当驱动系统温度过高时，PCM会吸收热量并转化为液态，降低驱动系统温度；当驱动系统温度过低时，PCM会释放热量并转化为固态，提高驱动系统温度。

总的来说，相变材料在汽车热管理中发挥了重要的作用。

由于其特殊的物理性质，PCM能够有效地吸收和释放热量，控制汽车主要部件的温度，提高汽车运行的安全性和可靠性。

随着新能源汽车和节能技术的不断发展，PCM在汽车热管理中的应用将会越来越广泛。

相变材料在能量储存中的应用及研究随着能源需求的增加，如何储存和使用能源成为了人们热议的话题。

在能量储存方面，相变材料逐渐获得了广泛的应用和研究。

相变材料，又称相变储能材料，是一种能够通过相变来储存和释放能量的材料。

本文将介绍相变材料在能量储存中的应用及研究。

一、相变材料的基本原理相变材料的储能原理与我们日常生活中的物质状态变化有关。

当物质状态发生改变时，其内部结构和形态也会发生相应的变化，从而导致能量的储存和释放。

相变材料的储能原理基于物质状态的变化，它可以通过温度、压力等外部因素来控制储存和释放能量的过程。

相变材料储存和释放能量时，其物理状态可分为液态、固态和气态。

其中，从液态到固态的相变释放的能量是最为常见的。

二、相变材料的应用1. 热管理相变材料在热管理方面有着广泛的应用。

例如，在夏季高温时，人们通常使用空调设备来降低室内温度，而相变材料可以在夜间储存冷却能量，然后在白天放出，起到降温作用。

其中，相变材料的转换温度应该与人们所需的温度相符合，例如，大部分人在舒适的环境下所需的室温为20-28℃之间，因此相变储能材料的转换温度设定在25℃左右将会是更为合适的选择。

2. 太阳能电池板太阳能电池板需要采集和储存能量，以便在需要时供电。

选择适合的储能材料可以提高电池板的转化效率。

相变储能材料可以在电池板表面储存能量，并在太阳光照射时释放。

当太阳光照射不足时，相变材料可以作为备用能源，以维持电池板的运转。

3. 锂电池锂离子电池是现代电子设备中最常用的电池类型之一。

相变材料被用于发挥锂电池的最大储能效率。

例如，在智能手机等小型电子设备中，相变储能材料可以起到保护和延长电池寿命的作用。

而在电动汽车等大型电子设备中，相变材料可以在电池充电时储存能量，并在行驶过程中释放出来以供应源。

三、相变材料的研究虽然相变材料已经获得了广泛的应用，但科学家们仍在对其储能原理和更好的应用进行研究。

下面是一些最新的研究内容。

电动汽车电池热管理技术的研究电动汽车作为未来交通的发展方向，已经受到了广泛关注。

而其中一个重要的技术领域就是电池热管理技术。

为了提高电池的性能和寿命，科研人员们进行了大量的研究，以解决电池长时间工作过程中产生的热量问题。

热管理的重要性电池是电动汽车的核心部件之一，其工作过程中产生的热量将直接影响电池的性能和可靠性。

如果电池过热，不仅会降低电池的寿命，还有可能引发严重的安全事故。

因此，电池热管理技术的研究变得尤为重要。

电池热管理的方法为了解决电池热管理的问题，研究人员们提出了多种方法和技术。

以下是一些常见的电池热管理技术：液冷系统：液冷系统是一种常用的电池热管理方式。

它通过在电池周围布置冷却管路，将冷却剂循环流动，以吸收电池产生的热量。

这种方法能有效地控制电池的温度，保证其正常工作。

风冷系统：风冷系统利用风扇等部件，将空气引入电池的散热片上，通过风的自然对流或者强制对流，将电池散发的热量带走。

风冷系统具有结构简单、成本低等优点，适用于小型电动汽车。

相变材料散热器：相变材料散热器是一种新兴的热管理技术。

相变材料在升温过程中会发生相变，吸收大量的热量，从而起到了很好的散热效果。

这种技术具有高效、轻便、可靠等特点，在电动汽车领域具有广阔的应用前景。

热传导减阻技术：热传导减阻技术通过改善电池和散热装置之间的热传导，提高热量的传递效果。

例如，可以使用导热膏来填补电池和散热装置之间的间隙，减少热传导的阻力，进而提高电池的散热效果。

电池热管理技术研究的挑战虽然已经取得了一些进展，但电池热管理技术研究仍面临许多挑战。

以下是一些主要的挑战：功耗与性能平衡：在电池热管理过程中，冷却系统本身会产生额外的功耗，从而降低了电池的可用能量。

因此，需要进行综合考虑，找到功耗与性能之间的平衡点。

成本与可行性：一些高效的电池热管理技术在成本上可能较高，难以在实际应用中推广。

因此，需要研究低成本、高性能的热管理技术，以提高其可行性。

相变材料的发展与应用前景分析随着科技的发展，材料科学得到了前所未有的进步。

相变材料就是一种应用广泛的新型材料。

相变材料的主要特点是，它可以在可控的条件下从一个形态迅速转化为另一个形态。

这种材料的应用领域非常广泛，涉及到能源、环保、医疗、工业等许多方面。

下文将对相变材料的发展和应用前景进行分析探讨。

一、相变材料的种类和特点相变材料其实是一类材料，它包括了多种种类。

最常见的是PCM材料（Phase Change Materials，相变材料），此外还有SMM材料（Shape Memory Materials，形状记忆材料）和MR材料（Magnetocaloric Materials，磁热材料）等。

这些材料之所以被称为相变材料，是因为它们具有相变的特性，也就是说，它们可以在温度或压力的变化下从一个形态迅速转变成另一个形态。

相变材料的特点有以下几个方面：1、储存能量和释放能量特性优异。

相变材料的转化过程会释放热量，或吸收热量，因此可以作为储能材料使用。

2、体积变化小，具有占用空间小、重量轻等优点。

3、可重复使用。

相变材料可以进行多次相变，因此具有很好的再利用性。

4、温度、压力改变等外界环境变化对材料本身的影响小。

5、材料制备方法多样，可以应用于多种领域。

二、相变材料的应用领域1、航天领域相变材料在航天领域的应用最为广泛。

在太空中，宇航员会面临极端的温度变化，日间温度可以达到100℃以上，夜间温度会降至零下150℃以下。

相变材料可以帮助减轻飞船和各种装置的质量，为航天器提供一种可靠的温度控制方式。

在航天器卫星硬件上应用中，相变材料可用于保护设备并提高器件的使用寿命。

2、热管理领域相变材料在热管理领域也有较多应用。

如在太阳能热发电领域，相变材料可以对热能进行有效储存和释放，在夜间或阴天时也可以继续发电。

在汽车制造领域，相变材料也有很好的应用前景，如用于汽车空调制冷系统中，可以有效减少对环境的污染，提高能源利用率。

锂离子动力电池热管理方法研究进展王雅;方林【摘要】动力电池组是电动车船的关键部件,电池温度过高造成的电池性能下降乃至热失控会使整车面临严重的安全风险.本文从传统热管理方法(空气冷却、液体冷却)和新型热管理方法(相变材料冷却、热管冷却、喷雾冷却和液态金属冷却)等几个方面对电池热管理方法进行综述,给出目前电池热管理方法的研究进展,为后续的研究方向提供参考.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】5页(P14-18)【关键词】动力电池;电池热管理;研究进展【作者】王雅;方林【作者单位】武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TM912作为电动汽车与船舶的关键部件，动力电池组的性能决定了整机的性能。

目前制约动力电池发展的一个重要因素是它的热管理问题。

锂离子电池在充放电过程中会产生一定的热量，这些热量如果得不到及时的疏散，就会使电池温度上升，导致电池组产生温差，性能受损，而动力电池组数量越多功率越大，其产生的热量就越多越难疏散，聚集的热量使电池温度持续上升，当温度超过安全上限时，将会触发热失控等安全问题，甚至造成爆炸等连锁反应[1]。

因此电池热管理成为电动汽车、船舶研发的关键技术，日益受到研究人员的重视。

本文综述了近几年来电池热管理方法的研究进展，指出传统热管理方法和新型热管理方法当前的研究现状，以期对今后的研究方向产生启发。

空气冷却又称风冷，指利用空气的流动带走电池产生的热量，按照驱动方式分为自然对流式风冷和强迫对流式风冷[2]。

作为结构简单、成本较低的一种热管理方法，空气冷却的发展已经较为成熟，研究人员在送风策略、电池布置方式等方面已经进行了大量的研究，在商业上也具有比较成熟的应用。

近年来，学者对空气冷却的研究主要从发展新模型、提高设计的准确性和速度，发展新的配风策略，优化结构等方面进行。

华南理工大学的汪双凤等人[3]针对风冷电池系统尝试将流阻网络模型与遗传算法、贪婪算法[4]等结合，对系统结构进行优化，使电池组温差得到了进一步的控制。

- 51 -工 业 技 术０　引言随着石油资源的不断减少，由于尾气出现的污染越来越严重，越来越多的国家开始重视新能源汽车，尤其是电动汽车的推广和应用[1]。

当前，电动汽车向着高能量密度、高安全性的方向发展[2]。

在实际工况中，动力电池模组长时间运行和/或快充快放过程中会导致温度升高及分布不均匀，进而导致模组寿命衰减甚至热失控[3]。

因此，定制高效的热管理系统是从外部解决电池模组热安全问题的唯一途径。

相变材料冷却作为一种新型电池热管理技术，具有冷却效率高、体积小和成本低等优点，近年来已经越来越多地被研究[4-5]。

但是，传统刚性相变材料存在刚性强、加工难、不易用于刚性外壳电池的缺点[6]。

该实验以MMA 和BA 分别作为硬单体和软单体[7-8]，通过调节二者的比例制备FPCM，不仅具有适用于电池热管理的潜热、导热及相变温区等热物性，在常温下也具有良好的柔性，与方形电池的刚性外壳可以良好地贴合，最小化接触热阻，从而提高控温性能[9]。

１　实验材料和方法１．１　实验原料实验原料：石蜡（PA，上海焦耳蜡业有限公司）；膨胀石墨（EG，原料为青岛发达石墨有限公司提供的鳞片石墨）；甲基丙烯酸甲酯（MMA，天津市致远化学试剂有限公司）；丙烯酸丁酯（BA，天津市大茂化学试剂厂）；过氧化二苯甲酰（BPO，上海麦克林生化科技有限公司）；方形电池（3.2 V，6 000 mAh，天津力神电池股份有限公司）。

１．２　ＦＰＣＭ的制备FPCM 的制备：将PA 置于恒温水浴锅中，升温至70 ℃。

待PA 完全融化后，逐量加入EG 搅拌，使PA 吸附于EG 中；加入MMA、BA 和BPO，温度调至90 ℃继续搅拌4 h。

将混合物倒入模具中，自然冷却后可以得到由各原料质量配比为44∶5∶30∶20∶1制备的FPCM。

１．３　性能测试与表征差示扫描量热（DSC）测试：通过差示扫描量热仪进行测试，以氮气为保护气体，测试温度范围为20 ℃~80 ℃，升温速率为10 ℃/min。

电芯散热相变材料是一种用于管理电芯温度的特殊材料。

当电芯产生热量时，这种材料可以吸收并储存这些热量，然后在需要时再释放出来。

相变材料的工作原理基于其相变特性，即在特定温度下物质从固态变为液态，或从液态变为固态。

这种转变伴随着能量的吸收或释放，使其成为理想的热管理材料。

在电芯散热应用中，相变材料的主要作用是吸收电芯产生的多余热量，防止电芯过热，从而提高电芯的效率和寿命。

这种材料的优点包括高效热管理、延长设备寿命、提高电芯稳定性等。

此外，相变材料通常是可重复使用的，这意味着它们可以在热循环过程中多次使用。

然而，使用相变材料也有一些挑战，例如需要精确控制温度以避免材料泄漏或固态-液态转变过程中的体积变化等问题。

因此，在使用这种材料时，需要仔细考虑其适用性和潜在风险。

综上所述，电芯散热相变材料通过相变过程管理电芯的温度，从而有助于提高电池的效率和寿命。

在实际应用中，需谨慎考虑其潜在风险并采取适当的措施来确保安全和有效性。

pcm 动力电池热管理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：PCM的工作原理是利用材料在相变过程中吸收或释放大量的潜热来调节温度。

在相变过程中，材料的温度保持不变，直到所有相变完成后才会继续升温或降温。

这种热管理方式可以有效地控制电池温度在一个安全范围内，并且能够减少温度的突变，保护电池的稳定性和寿命。

PCM在动力电池系统中的应用主要有两种形式：一种是直接封装在电池模组中，起到吸热和释热的作用；另一种是将PCM散热片或管道布置在电池周围，通过热导管或液体循环的方式实现热量的传递和调节。

这两种方式各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的应用方式。

除了在动力电池系统中的应用，PCM还可以在电动汽车的车身、座椅、空调系统等部件中发挥重要作用。

在冬季，可以利用PCM吸收热量，提高车身和座椅的温暖性；而在夏季，可以利用PCM释放热量，降低车内温度，提高乘坐舒适度。

PCM的应用范围非常广泛，可以有效地提高电动汽车的性能和舒适度。

近年来，随着PCM 技术的不断创新和发展，越来越多的汽车制造商开始采用PCM 材料来解决动力电池热管理问题。

一些先进的电动汽车已经在电池系统中应用了PCM 技术，取得了显著的效果。

未来，随着PCM 技术的进一步完善和成熟，动力电池的热管理问题将会得到更好的解决，电动汽车的性能和寿命将会得到进一步提升。

第二篇示例：近年来，随着电动汽车产业的快速发展，PCM动力电池热管理技术成为了一个备受关注的话题。

PCM，即相变材料，能够通过吸收和释放热量来调节电池温度，进而提高电池的性能和寿命。

在电动汽车中，动力电池是整个系统的核心部件，其性能和寿命直接影响着车辆的续航里程和使用寿命。

有效的热管理技术对于电动汽车的发展至关重要。

PCM动力电池热管理技术的原理是利用相变材料的相变特性来吸收或释放热量，从而调节电池的温度。

在电动汽车运行过程中，动力电池会受到各种因素的影响而产生热量，例如电池放电过程中产生的热量、外部环境温度的变化等。

相变材料的驱动机制及其在器件中的应用相变材料是一种在温度、压力或电流等外界条件作用下呈现出相变现象的材料。

它具有在相变过程中能量吸放的特性，被广泛应用于信息存储、热管理和能源转换等领域。

在相变过程中，相变材料经历从一个固定状态到另一个固定状态的转变，这种相变过程可以通过温度、压力或电流等方式进行驱动。

相变材料的驱动机制主要分为两种，即热驱动和电驱动。

热驱动是指通过加热或降温来改变相变材料的状态。

当相变材料处于低温状态时，加热可以提供足够的能量使其转变为高温状态。

相反，如果将相变材料冷却到足够低的温度，它将重新转变回低温状态。

这种热驱动的机制被广泛应用于可重写光盘和温度控制器等领域。

另外一种驱动机制是电驱动，通过施加电场或电流来实现相变材料状态的改变。

在电驱动的机制中，相变材料的相变行为与电荷的迁移和离子动力学有关。

当施加电场或电流时，相变材料中的离子会发生迁移，从而改变材料的晶格结构和电阻特性。

这种电驱动机制被广泛应用于数据存储器、可重置逻辑器件和智能玻璃等领域。

相变材料的应用在信息存储领域具有巨大的潜力。

相变材料可以用来制造可重写的存储介质，其状态可以通过加热或降温来改变，并且能够保持在不同的状态之间长时间存储。

这使得相变材料成为可重写光盘和可重置逻辑器件的理想选择。

此外，相变材料还可用于制造具有低功耗和高速度的非挥发性存储器，如相变随机存储器（PRAM）和相变闪存。

在热管理领域，相变材料的应用具有巨大的潜力。

由于相变材料在相变过程中能吸收或放出大量的热量，因此可以用于热电换能和温度调节。

相变材料可以用于制造热电材料，通过温差驱动产生电能，实现能量的转换。

此外，相变材料还可以用于制造温控设备，如电热冰箱和温度感应器。

在能源转换领域，相变材料的应用也具有重要意义。

相变材料可以用于制造热电器件，将热能转化为电能。

此外，相变材料还可用于制造太阳能电池、热能储存设备和热力发电设备等，实现能源的高效利用和转换。

新能源汽车动力电池热管理技术随着环境意识的增强和能源危机的日益加深，新能源汽车逐渐成为人们转变出行方式的首选。

作为新能源汽车的核心技术之一，动力电池的热管理技术至关重要。

本文将探讨新能源汽车动力电池的热管理技术，介绍其作用、常见技术和未来发展趋势。

1.热管理的重要性动力电池是新能源汽车的心脏，承担着储存和释放能量的重要任务。

然而，动力电池在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地进行散热，将会对电池的性能和寿命产生负面影响。

因此，热管理技术的应用变得至关重要。

2.常见的热管理技术2.1.液冷系统液冷系统是目前应用最广泛的动力电池热管理技术之一。

它通过在电池组中引入冷却剂，将电池产生的热量传导到冷却剂中，并通过循环冷却剂将热量排出。

这种技术具有散热效果好、可控性强的特点，能够有效地保持电池组的温度在一个合理范围内。

2.2.空气冷却系统空气冷却系统是另一种常见的热管理技术。

它通过在电池组周围布置散热片，利用外部空气的对流来实现电池的散热。

这种技术相对于液冷系统来说，结构简单、成本较低，但散热效果不如液冷系统。

2.3.相变材料散热系统相变材料散热系统是一种新兴的热管理技术。

它利用相变材料在相变过程中释放和吸收大量的热量的特性，将电池组产生的热量吸收，防止电池温度过高。

这种技术具有散热效果好、无需外部能源等优点，但目前仍在研究和实验阶段。

3.未来发展趋势随着新能源汽车市场的快速发展，动力电池热管理技术也在不断创新和完善。

未来的发展趋势主要体现在以下几个方面：热管理技术将更加智能化。

通过搭载传感器和控制系统，能够实时监测和调节电池的温度，提高热管理的效率和精准度。

热管理技术将更加节能环保。

随着能源危机的加深和环境要求的提高，新能源汽车的热管理技术将更加注重能源利用的效率和环境友好性。

新材料的应用将推动热管理技术的发展。

新材料的研究和应用将为动力电池的热管理提供更多的选择和可能性，如新型散热材料、高导热材料等。

AUTO TIME 121 NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车

时代汽车 www.cnautotime.com

纯电动汽车电池热管理技术研究贾明正　李雪丽　赵志豪黄河交通学院汽车工程学院 河南省焦作市 454950

摘 要： 随着新能源汽车的快速发展，电动汽车愈来愈受到人们的青睐，人们对电池热管理技术的改进也越来越深入。为了让更多的人了解电池热管理技术，给后期欲从事电池热管理系统研究者提供参考，本文就几种常用电池热管理系统的基本原理、优缺点及其研究现状进行了分析总结。关键词：纯电动汽车　电池热管理　冷却

电动汽车作为新能源汽车主要类型之一，其销量也在逐年上升。但续驶里程短、充电时间长以及偶有发生的电动汽车自燃、起火事故等一直广为诟病。针对这些问题，业界人士提出：一是要大力研发能量密度更高、可以快速充放电、使用更加安全的电池；二是要提高电池的管理技术和管理手段，构建一个更加科学、完善的电池管理系统，更好发挥电池的性能。在电动汽车电池管理当中，热管理系统是电池管理系统的核心组成之一。电动汽车的电池在正常工作中，会因为锂离子在电池内部的嵌入和脱嵌、电流在电池及电池组内的流动以及电池内各种微小的副反应等原因产生大量的热量，这些热量如果不尽快排出，堆积在电池包内部，会使电池的温度升高，当时间过长或温度超过许用上限时，会严重影响电池的寿命甚至直接使电池短路爆炸。此外，锂离子电池在温度较低的环境充电时，会出现锂枝晶现象，不断生长的枝晶存在刺穿隔离膜致使电池短路的风险。因此，电动汽车电池热管理系统的好坏直接关系到电池组的安全性能及充放电性能。电池热管理技术的研究，目前主要集中在如何导出电池工作时产生的热量，使电池在最佳的温度范围内工作。现在应用于纯电动汽车上的冷却方法主要是风冷、液冷、直冷，同时相变材料在电池热管理中的应用也作为一个研究热点。下面依次对主要的电池冷却类型及研究现状进行介绍，同时简单介绍电池低温加热方式，为纯电动汽车电池热管理系统的选择、优化设计提供参考。1　风冷风冷是最早开始使用的动力电池冷却技术。按风的流动动力有自然风冷和强制风冷两种，而按风冷系统风道划分有串联冷却和并联冷却两种，如图1所示。风冷系统的优点在于结构上比液冷、直冷系统简单，功率消耗低。但是由于其流道布置使得空间利用率低、防水防尘困难，因此不适用于排列紧密的方形、软包电池。此外，在外界空气温度过高、过低时热管理系统难以满足需要，需要空调系统送风冷却等。因此风冷系统冷却性能难以满足使用需求，正在逐步被液冷、直冷系统取代。对于风冷系统，罗宗鸿[1]通过建立使用18650型号圆柱电池的电池包三维模型，并结合计算机仿真分析和相关实验，探究了在电池包箱体不同位置开设进、出风口，以及电池在电池包内不同排布时风冷散热的有效性和局限性，为后续研究提供了理论指导和可靠依据。高肖璟[2]重点考虑到单体电池表面温度与内核温度的不一致，通过建立单个电池电热耦合模型进而建立了电池组电热耦合模型，在验证了模型的精度后，设计了一个“模型预测温度控制器”，该控制器通过控制入口

相变材料在存储器和热管理中的应用相变材料是一种具有特殊性质的材料，它能够在温度、压力等环境条件发生变化的时候，由固态转变为液态或气态。

相变材料具有高度可控性、耐久性和重复性，在许多领域发挥着重要作用。

在存储器和热管理方面，相变材料也日益得到了广泛的应用。

一、相变材料在存储器中的应用1. PCM闪存PCM闪存是一种基于相变材料的非易失性存储器。

在PCB板上安装一个PCM芯片，它的主要成分是一种叫做GST的相变材料。

当芯片工作时，GST会处于一个非固定的状态，同时能够在低电平触发的情况下变为固态。

由于这种性质，PCM芯片可以快速和带宽高的系统进行通讯，同时还可以有效的进行高密度的存储。

2. 相变随机存取存储器相变随机存取存储器（PRAM）是一种结合了DRAM的读写速度和Flash的保持时间，同时能够提供优良抗辐射特性及高温稳定性的存储技术。

PRAM采用相变材料作为基本存储单元，在电阻变化的基础上存储数据，达到比传统DRAM更高的性能及存储密度。

二、相变材料在热管理中的应用1. 热传递过程中的应用相变材料在热传递过程中优秀的热稳定性和调节效果，为热传递链路中的热管理提供了方便。

除了传统的水冷、空气动力和传导散热等方式外，相变材料的应用优点在于其较高的热蓄能特性和 phase change(相变）能力。

大规模应用相变材料所制成的相变储热器，可以有效的将高负荷时期所闲置的热能储存于其中，在负荷峰值期内又能迅速释放能量，实现了热能的有效调节和管理。

2. 相变散热材料相变散热材料是以相变材料制成的散热垫或散热片。

通过相变传热作用，相变材料带走了被散热物体中携带的大量热量，从而提高了散热效率，并且能够对温度进行较好的控制和调节。

相比于传统的散热技术，相变散热技术能够提高散热效率，同时还能够具备可控性的温度变化特性，应用场景相对更加广泛。

综上所述，相变材料在存储器和热管理方面的应用已经取得了一定的突破和成果。

相变材料的几种应用，都大大提高了存储器和热管理的效率，同时对于晶体管的开发和优化也具有很大的促进作用。