快速充电条件下的电池热管理研究进展

为促进生态环境的可持续发展，发展新能源汽车已成为各国的共识。与传统汽车相比，较长的充电时间制约了新能源汽车的进一步推广。快速充电是解决这一问题的关键技术，但大倍率地充放电会使电池在短时间内产生大量热量，对电池热管理系统提出了更高的要求。本文介绍了锂电池产热机理和模型，总结了新能源汽车快速充电条件下电池热管理研究现状，比较了空气冷却系统、液体冷却系统、相变冷却系统和热管冷却系统在大倍率充放电时的优缺点，讨论了各种热管理系统的发展趋势，分析指出了快速充电条件下动力电池热管理中有待进一步研究的问题。提出使用多种散热方式相耦合的热管理系统，在提高系统散热速率的同时维持电池模组的温度均匀性。

我国在十二五规划中提出推动绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会，新能源汽车行业得到政府的大力支持。如图1 所示，我国新能源汽车销量在近十年得到爆发式增长[1] [2] [3]。在销量增长的背后，新能源汽车的一些问题逐渐显现，如充电时间长、续航里程短等。为了更好地替代传统能源汽车， 解决充电焦虑、续航焦虑成为行业面临的关键技术问题，而快速充电是解决该问题的最佳手段[4] [5]。

Figure 1. Sales of new energy vehicles in China from 2013 to 2022 图1. 2013~2022 年我国新能源汽车销量 锂电池与其他动力电池相比具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点，成为车用电池的热门选择，但是锂离子电池对温度十分敏感[6] [7]。Zhao 等人[8]研究发现，在30℃~40℃的工作温度范围