(原標題：【技術貼】PACK動力電池包散熱設計方案方法)
動力電池包散熱究竟是為什麼？
1、動力電池包作為電動汽車上裝載有電池組的主要儲能原件，是電動汽車的關鍵部件，直接影響到電動汽車的良好性能。鋰離子動力電池因其優異的功率輸出特性和長壽命等優點，目前在電動汽車電池包中得到良好應用。但鋰離子動力電池的性能對溫度變化較敏感，特別是車輛上運用的大容量、高功率鋰離子電池。車輛上的裝載空間有限，車輛所需電池數目較大，電池均為緊密排列連接。當車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運行時，電池會以不同倍率放電，以不同生熱速率產生大量熱量，加上時間累積以及空間影響會產生不均勻熱量聚集，從而導致電池組運行環境溫度複雜多變。
2、動力電池包發熱電池體的密集擺放，中間區域必然熱量聚集較多，邊緣區域較少，增加了電池包中各單位之間的溫度不均衡，加劇各電池模塊、單體內阻和容量不一致性。如果長時間積累，會造成部分電池過充電和過放電，進而影響電池的壽命與性能，並造成安全隱患。如果電動汽車電池組在高溫下得不到及時通風散熱，將會導致電池組系統溫度過高或溫度分佈不均勻，最終將降低電池充放電循環效率，影響電池的功率和能量發揮，嚴重時還將導致熱失控，影響電池的安全性與可靠性。因此為了使電池包發揮最佳性能和壽命，需要優化電池包的結構，對它進行熱管理，增加散熱設施，控制電池運行的溫度環境。
鋰電池PACK實例
動力電池包散熱方式有那些？
1、動力電池包散熱採用主動方式還是被動方式，效率會有很大的差別。被動系統所要求的成本比較低，採取的措施也較簡單。主動系統結構相對複雜一些，且需要更大的附加功率，但它的熱管理更加有效。
2、動力電池包散熱解決方案也會考慮成本、質量、空間的佈置，早期在溫和氣候條件下使用的車輛都是沒有使用冷卻單元並且只依靠空氣來散熱電池（如圖1）。目前生產的一些混合電動汽車也是使用環境空氣來被動冷卻電池包。儘管空氣是經過汽車空調（交流）冷卻的，但它仍然被認為是一種被動系統。
3、動力電池包散熱根據傳熱學理論，固體與氣體，固體與液體接觸產生傳熱現象。氣體的對流換熱係數遠遠沒有液體的對流換熱係數大，液體與固體接觸對流換熱能力更強。傳熱係數越大所交換的熱量越多，換熱效果就越明顯，因此要選擇合適的傳熱介質。各種傳熱現象的傳熱係數範圍如下圖所示。
4、使用液體作為傳熱介質，需要考慮導電性，安全性，還有密封性，以及以後的維修方便性，還要考慮到電池包整體的重量。相變材料（例如液體石蠟）的傳熱蓄熱能力最強，且在達到相變溫度時可以大量吸熱或放熱而不升溫降溫。通過選用合適的相變材料能夠使電池單體有效地達到熱平衡，很好控制電池溫度上下限，避免產生溫度過高過低現象。但是考慮到材料的研發、製造成本等問題，目前最有效最常用的還是採用空氣作為散熱介質。目前多采用的空冷主要有並行和串行兩種通風方式，如下圖所示。這就要求在鋰電池包結構上設計相應導風口，儘量減小空氣流動阻力，保證氣流的均勻性。
5、動力電池包散熱串行情況下一般是使空氣從電池包一側流往另外一側，從而達到帶走熱量的效果。因此氣流會將先流過的地方的熱量帶到後流過的地方，從而導致兩處溫度不一致且溫差較大。而並行情況下模塊間空氣都是直立上升氣流。這樣能夠有效地分配氣流，從而保證電池包中各處散熱一致。
6、在設計動力電池包散熱系統時，應該綜合考慮各因素，可以看出：
1）採用氣體（空氣）作為傳熱介質的主要優點有:結構簡單，質量輕，有害氣體產生時能有效通風，成本較低；不足之處在於：與電池壁面之間換熱係數低，冷卻速度慢，效率低。目前應用較多。
2）採用液體作為傳熱介質的主要優點有：12V便攜式儲能電池組與電池壁面之間換熱係數高，冷卻速度快；不足之處在於：密封性要求高，質量相對較大，維修和保養複雜，需要水套、換熱器等部件，結構相對複雜。
3）採用相變材料的主要優點有：與電池壁面之間換熱係數高，冷卻速度快，效率高，還能一定程度上控制溫度上下限；不足之處在於：研發製造成本高。
動力電池包散熱設計結論
1、動力電池包散熱應該根據電池的熱特性來選擇冷卻系統；某些電動汽車電池包，在車輛經常使用溫度環境下，不需要進行散熱就能夠正常運行，有些車輛例如純電動汽車需要冷卻和加熱兩個系統才能保證正常運行。
2、動力電池包散熱還應根據具體強度需求來選擇何種散熱方式，例如PACK鋰電池並聯混合電動汽車或一些由電源協助的混合動力汽車，空冷散熱系統就足夠了，對於純電動汽車和串聯混合電動汽車，產生的熱量較多，可能需要更有效地液體冷卻系統。另外還應該考慮車輛的構造，以及成本需求等合理地選取主被動方式，充分利用車輛自身資源。
3、總之所設計的動力電池包散熱系統需要滿足結構簡單、系統可靠耐用、低成本以及低寄生功率等特性。
PACK動力電池包散熱方式一般都是多種多樣靈活運用，根據不同的動力電池包散熱要求不同，對應的PACK動力電池包散熱方式也有所不同。
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