摘要：电池系统作为纯电动汽车惟一的动力来源，其热管理设计对电动汽车工作性能至关重要。采用隔热材料、空调压缩机散热、半导体制冷风扇散热3种方法进行电池组热管理设计，进行高温环境下的热性能测试，结果表明：隔热设计可有效减少高温热辐射进入电池箱内部，降低电池组温度受外部高温环境的影响；在电动汽车行驶过程中，隔热材料未明显增加电池组的温升；相对其他两种设计，隔热设计的热管理效果明显、结构简单、成本低、易于产业化。

1电池系统概述

    电池系统作为纯电动汽车的核心部件，是电动汽车惟一的动力来源，直接影响到电动汽车的工作性能。电池系统主要由电池组和电池管理系统组成，铿离子电池因其优异的能量密度、功率输出特性和长寿命等优点，目前在纯电动汽车电池组中得到良好应用。但锉离子电池的性能对温度变化较敏感，尤其是纯电动汽车上使用的大容量、高功率的锉离子电池。从目前行业水平来看，电池组的低温（-20 ℃）起动性能基本能够满足纯电动汽车的要求，但在高温或大倍率放电情况下使用时，电池组存在长时间处于高温环境、热量不能有效扩散的问题。由于纯电动汽车所需电池数量较多且装载空间有限，电池均需为紧密排列连接，当电动汽车在不同工况下行驶，电池组会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，随着时间累积及空间影响会产生不均匀的热量聚集，从而导致电池组运行环境温度不均衡。尤其夏季高温天气，电池组所处的环境温度本身就很高，加之在复杂工况条件下运行，更容易导致电池组系统温度过高和温度分布不均衡。如果整个电池组在高温下得不到及时的通风散热，过高的工作温度和过大的温度差异得不到缓解，将降低电池系统充放电循环寿命，影响电池的功率和能量发挥，严重时还会造成热失控，最终影响电池组的安全性和可靠性。

    为了提高电池组在高温环境下的循环寿命和安全性，本文采用几种方式优化电池组结构，设计电池组热管理系统。

2电池热管理系统的设计

2.1电池系统的隔热设计

    针对夏季高温天气，由于长时间高温热辐射，热量进入到电池箱内部，导致电池组温度过高，加上车辆行驶时电池本身发热，容易使电池组始终处于高温工作状态。

    隔热设计采用在电池箱内壁贴一层隔热膜后，再将电池组安装在电池框内。设计思路：在夏季高温环境下减少热辐射进入电池箱内部，降低电池组温度受外部高温环境的影响。带隔热设计的电池系统结构见图1。

    经过初步筛选，采用两种不同的隔热材料A、B进行性能验证。试验步骤如下：先将准备好的2个电池箱体内分别贴一层隔热材料A和B，再将电池组安装在电池箱内，在电池组上布置2个温度传感器，然后将2个箱体放到高温箱中进行试验。

    为获得更好的试验效果，将高温箱温度升到65℃进行两种材料的隔热效果验证。试验结果如图2所示。

    由图2可知，采用隔热材料B，经过7h电池表面温度与高温箱内温度平衡，隔热材料A的箱体在5h之内，电池表面温度就与高温箱内温度相同了，因此材料B的隔热效果优于材料A，后续的设计选用材料B进行隔热设计。

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