电池风冷、液冷、冷媒直冷，三种设计有什么区别？
发布时间：
2023-07-21
在电动汽车和可再生能源存储系统中，电池散热是一个关键问题。为了保持电池的温度在安全范围内并提高电池寿命，采用不同的散热设计方式可以有效地降低电池温度。
电池风冷、液冷、冷媒直冷，三种设计有什么区别？
对于新能源汽车来说，热管理系统起到至关重要的作用。毕竟有点“娇气”的电池，难免会因为温度过高或过低而对车主“大发脾气”。在电动汽车和可再生能源存储系统中，电池散热是一个关键问题。为了保持电池的温度在安全范围内并提高电池寿命，采用不同的散热设计方式可以有效地降低电池温度。
为什么电池需要冷却系统？
电池需要冷却系统原因如下：
温度管理：电池在工作过程中会产生热量，如果不能及时有效地散热，温度就会升高。高温会导致电池内部化学反应加速，电池寿命缩短，并且可能引发安全问题。因此，通过冷却系统来控制电池的温度，可以保持电池在安全范围内工作，延长电池的寿命。
性能维持：电池的性能会受到温度的影响。在低温环境下，电池的化学反应速度会减慢，导致电池性能下降。而在高温环境下，电池的内阻会增加，电荷和放电速度会受到限制，从而导致电池性能下降。通过冷却系统来控制电池温度，可以维持电池在最佳工作温度范围内，保持电池性能稳定。
安全性保障：电池在高温条件下可能出现过热、爆炸等安全问题。通过冷却系统来控制电池温度，可以有效地防止电池过热，降低安全风险。
综上所述，电池冷却系统的主要作用是控制电池的温度，保持电池在安全温度范围内工作，延长电池寿命，维持电池性能稳定，并提高电池的安全性。
风冷--更原始的电池冷却方式
风冷结构简单、成本低廉，主流微型电动车，以及早期热销的电动车，都采用了这种电池散热方式。风冷的原理是利用自然风或电吹风配合蒸发器对电池进行降温。寒冷天气对电池预加热，电池模组中间加了电加热膜，加热和冷却都比较简单。
以空气为介质的风冷技术的缺点也相当明显其散热效果显然不能满足当前新能源汽车工作的散热要求。而且风冷受外界空气温度的影响很大，特别是在过热或过冷的天气条件下，传热效率急剧下降。
液冷-优缺点鲜明的复杂冷却方式
相比之下，液冷技术对于电池的热管理更为从容。目前，部分车企配备了液冷电池系统，冷却液通过电池内部管路，带走电池工作时产生的热量，这与水箱水冷燃油车一样，但在低温条件下，系统还会对电池组进行加热。
与空气相比，以冷却剂为介质的系统具有数十倍的比热容和更高的传热系数，带来更好的冷却效果。温度和温差明显降低后，电池组在工作效率、稳定性和耐用性上得到显着提升。当然，液体冷却系统的成本也会更高。
液冷电池缺点就是结构比较复杂，增加了电池组的重量，让电动车的重量普遍超过2吨，就像时刻满载的汽车，影响性能，另一方面增加了电池组的体积，侵占车舱空间，相当于降低能量密度。
以特斯拉为代表的BMS冷却管理: 每个电池单元都对着冷却液管，管道像蛇一样缠绕在电池周围以提供更多的热量传递区域，高温低温均可以控制，如今大多数高端国产新能源车就是采用这种设计。
以雪佛兰Bolt为代表的散热片液冷: 散热片增加表面积以增加传热速率。热量通过传导从电池组传递到蜻片，通过液体和空气带走热量散热片非常薄，厚度仅为 1 毫米。而当电池太冷时，加热线圈会加热整个系统。
冷媒直冷--快速冷却的居中方案
冷媒直冷方式是充分利用整车空调系统中的制冷剂，将其引入电池内部蒸发器中以达到冷却目的。冷媒直冷系统主要由以下部分组成: 电动压缩机，双蒸发器，冷凝器，双膨胀阀，管道，储液干燥器。
这种冷媒板设计更简单，但优势是可拆卸性冷却系统可以轻松更换甚至维修。比特斯拉的整体缠绕式更容易拆卸，后期维修成本低。比如比亚迪DM-i，宝马i3，Jeep插混车等均采用这种设计。缺点是无法直接加热，需要一套新的加热系统。
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总结
风冷是成本最低的设计，缺点较大，液冷考虑到冷却管的布置和热控制系统，成本最高，两者差距在1000-数万之间像保时捷Misson R赛用液冷系统成本高达数万，而冷媒直冷介于两者之间，后期维修更换成本低，是一种居中方案。你的电动车采用哪种冷却方式?
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