新能源汽车动力电池热管理之电池液冷板 2024上海液冷产业展览会

（1）动力电池热管理原理及具体方式

动力电池热管理，是根据温度对电池性能的影响，结合电池的电化学特性与产热机理，基于电池最佳充放电温度区间，为解决电池在温度过高或过低情况下工作所引起的热散逸或热失控问题，而采取的管理行为和相应形成的管理系统。

动力电池的合理工作温度为 0℃-55℃，高效工作温度为 20℃-35℃。在充放电过程中，电池会产生大量热量，温度过高会造成电池寿命降低并有起火爆炸等热失控风险，过低则导致电池容量减小、充放电效率降低并进而引发短路。因此，将电池温度维持在特定区间对于保障电池的正常运作尤为重要。目前常见的电池热管理方式包括空气冷却、液体冷却、相变材料冷却，

（2）电池液冷系统构成及分类

电池液冷系统由电池液冷板、配水管线路和制冷/供液系统（压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、干燥过滤器等）构成，其中液冷板是电池液冷系统中最关键的零部件之一。液冷板通常置于电池组下方，通过与电芯或电芯模组表面接触的方式传递热量，将电池工作所产生的多余热量由液冷板内部流道中通过的冷却液带出，从而实现电池工作温度的控制。

电池液冷板需要满足散热功率大、密封性能好、散热设计精准、轻量化等核心要求，生产工艺复杂程度较高。根据形状和结构的不同，目前市场常见的液冷板主要有口琴管式、冲压式、挤压式、吹胀式等多种类型。

什么是液冷系统？

液冷系统，即液体冷却，是一种使用液体作为冷却介质来吸收和转移热量的技术。这种技术通过液体的高效热传导性，能够快速地将设备内部产生的热量带走，从而保持设备在适宜的温度范围内运行，以提高设备的性能和可靠性。

为什么选择液冷？

一、低能耗液冷散热技术散热路径短、换热效率高、制冷能效高的特点促成液冷技术低能耗优势。散热路径短低温液体由CDU(冷量分配单元)直接供给电芯设备内，达到精准散热，整个储能系统将减少很大的自耗电。换热效率高液冷系统通过换热器实现液液换热，可以集中的使热量有效率的传送出去，换热更快速，具备更优的换热效果。制冷能效高液冷技术可实现40~55℃高温供液，配备高能效变频压缩机，同等制冷量条件下的耗电量更低，可进一步降低用电成本，高效节能。除制冷系统自身的能耗降低外，采用液冷散热技术有利于进一步降低电芯温度，电芯温度降低带来更高的可靠性和更低的能耗，储能系统整机能耗预计可降低约5%。

二、高散热液冷系统常用介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型，这些液体的载热能力、导热能力和强化对流换热系数均远大于空气;因此，针对电芯，液冷相比于风冷具有更高的散热能力。

同时，液冷直接将设备大部分热量通过循环介质带走，单板、整柜整体送风需求量大幅降低;并且在电池能量密度高，环境温度变化大的储能电站内，冷却液与电池紧密融合，使各电池之间温度控制相对均衡。同时，液冷系统与电池包高度集成的方式，能够提升冷却系统的温控效率。

液冷储能市场规模预测未来风冷将逐步被液冷替代，液冷市占率提升的同时将会使冷却液价格不断下降、液冷技术不断提升，进而冷板式液冷将逐步向浸没式液冷更迭，最终随着储能项目单位时间产热量的不断提升，对热交换效率的要求将不断升高，以集装箱为管理目标的外置热管理可能会是进一步降本和发展的方向。随着行业对电池储能的安全(电池热失控)、效率(电池温度一致性)和寿命的要求越发清晰，储能热管理行业液冷系统渐成趋势。储能市场已步入发展快车道，储能温控市场发展潜力巨大，液冷技术的市场渗透率将逐步提升，储能液冷市场价值预计将增长至上百亿元，储能温控系统技术将引领行业带来新的变革，为新能源市场开拓新的发展格局，带来新的增长蓝海!