热管理技术在动力电池行业中起着至关重要的作用。随着电动汽车市场的不断扩大，对动力电池的性能、寿命和安全性要求越来越高，而热管理技术正是确保这些关键指标的重要手段。以下将详细介绍热管理技术在动力电池行业的应用。

热管理技术对动力电池的重要性

动力电池在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，会导致电池温度升高，从而影响电池的性能、寿命和安全性。具体表现为：

1. 性能影响：高温会导致电池内阻增大，放电容量减小，充放电效率降低。例如，在电池初始温度 25℃时，1C、2C、3C 放电倍率下，放电结束强制对流散热能将 8 块电池的平均温度分别降低 2.1、3.9、4.7℃，这表明有效的热管理技术可以提高电池的性能。

2. 寿命影响：过高或过低的温度都会加速电池的老化，降低电池的循环寿命。例如，锂离子动力电池对温度非常敏感，合适的热管理系统可以确保其具有高的性能、长的循环寿命和安全的操作。

3. 安全影响：高温可能引发电池的热失控，导致安全事故。随着整体能量密度的不断提高和制造成本的降低，以热失控为特征的锂离子动力电池安全事故频发，严重威胁着乘客的人身和财产安全。因此，热管理技术对于防止锂离子电池热失控至关重要。

主要的热管理技术手段

1. 强制风冷散热

原理及优势：强制风冷散热是通过风扇等设备将外部空气强制吹过电池或散热部件，以带走热量。与自然对流散热相比，强制风冷散热能将系统一换热功率提高 10% - 44.2%，系统二换热功率提高 20% - 48.6%。

应用场景：适用于对散热要求不太高的场合，如一些小型电动汽车或城市通勤车辆。

2. 自然对流散热

原理及优势：自然对流散热是依靠空气的自然流动来散热，无需额外的动力设备，具有结构简单、成本低、可靠性高的优点。电池箱温度为 60℃时，自然对流散热系统换热板的最大温差小于 2℃。

应用场景：适用于对散热要求较低、对成本和可靠性要求较高的场合。

3. 基于工质相变换热的热管理系统

原理及优势：基于工质相变换热和无泵循环思路，提出了一种动力电池冷热双向热管理系统。该系统能实现电池箱低温工况加热与高温工况散热的运行切换管理。例如，通过改变工质充注量，可以优化系统性能。系统优化后，圆管换热板系统的换热效果要优于矩形管换热板系统，且在 3C 放电倍率能将电池表面温度降低至 43.4℃，换热板的温度一致性更好。

应用场景：适用于对散热和加热都有要求的场合，尤其是在不同环境温度下需要保持电池性能稳定的情况。

4. 热管技术在热管理中的应用

原理及优势：热管技术利用工质的相变来传递热量，具有高效的传热性能。从电池运行工况对系统传热的影响研究、热管传热特性分析与设计、热管理系统散热结构设计与传热分析及采用热管的电池加热研究 4 个方面阐述当前基于热管技术的电池热管理研究现状。热管技术可以有效提高电池热管理系统的性能和可靠性。

应用场景：适用于对散热要求较高的场合，如高性能电动汽车或大功率电池组。

5. 相变材料热管理系统

原理及优势：相变材料热管理系统利用相变材料在相变过程中吸收或释放大量热量的特性来控制电池温度。近年来，相变材料被广泛用作电池热管理系统的工作介质，是一种有效控制电池工作温度的方法。

应用场景：适用于对温度均匀性要求较高的场合，如一些高端电动汽车或对电池性能要求苛刻的应用场景。

6. 液浸式热管理系统

原理及优势：液浸式热管理系统将电池浸入冷却介质中，通过冷却介质的流动来带走热量。例如，一种开创性的电池热管理系统解决方案将两相浸没冷却系统与热管相结合，使用 NovecTM 649 作为介电液，在不需要额外电源的情况下，大大降低了热失控引起的火灾风险。该系统在 10W、15W 和 20W 热输入下，始终将锂离子电池温度保持在最佳范围内（约 27 - 34℃）。

应用场景：适用于对散热要求极高、对安全性要求严格的场合，如高性能电动汽车或特种车辆。

热管理技术的发展趋势

1. 多种技术的组合应用：单一的热管理技术往往难以满足动力电池在不同工况下的热管理需求。因此，结合被动和主动冷却/加热方法的热管理系统具有很大的发展潜力，可以满足严格的热要求，特别是在动态条件下功率波动剧烈的情况。

2. 新兴技术的应用：如热电装置和内部加热方法等新兴技术在未来电池热管理中具有广阔的应用前景。这些技术可以更加精确地控制电池温度，提高热管理系统的效率和可靠性。

3. 优化热管理系统设计：通过优化热管理系统的结构设计、选择合适的材料和优化控制策略，可以进一步提高热管理系统的性能和效率。例如，优化热管的传热特性、选择合适的相变材料和优化液浸式热管理系统的设计参数等。

综上所述，热管理技术在动力电池行业中具有重要的应用价值。通过选择合适的热管理技术手段，并不断优化热管理系统的设计，可以提高动力电池的性能、寿命和安全性，推动电动汽车产业的健康发展。