储能温控系统 & 动力电池：风冷、液冷、冷媒直冷技术对比与详解

电池温控： 

新能源汽车的动力电池可简单分为两大类：分别是三元锂电池和磷酸铁锂电池。相较于磷酸铁锂电池，三元锂电池的优点就是能量密度更高，同等体积下动力电池容量更大，但缺点也很明显，就是热稳定性较差，对环境温度比较敏感，需要较高的安全保护，这也是为什么只有三元锂电池版本的车型才有液冷散热系统的原因。众所周知电动汽车核心部件是动力电池，那电池是如何保证最佳性能、寿命以及安全性呢？

工作温度是至关重要的影响因素，原因也很简单，因为电池既怕冷又怕热，在低温、高温下性能都会明显衰减。

而电池温控系统的存在，可保证电池在合适的温度下工作，可提高电池使用寿命，确保电池安全。今日小编带大家重点了解下电池温控系统中的电池冷却。

现在市面上所售的电动车，所采用的主动式冷却系统主要有风冷、液冷、直冷三种方式。从使用的普及度来说，曾经用得比较多的是风冷冷却，现阶段业界内使用最多的是液冷冷却。而冷媒直冷作为一种新技术已经开始崭露头角。

下面我们进行详细介绍：

1、风冷冷却

风冷冷却的原理比较像电脑的散热原理，说简单一点就是在电池边上加一个电扇， 通过电扇的作用来为电池包降温，不过电扇吹出来的风会受到外界因素的影响，所以温度较高的时候，电扇的降温效果也就没那么好。

但其结构比较简单，成本也较低，所以对于一些电池容量很小或是主打价格优势的电动车来说，多数会选择风冷冷却。

2、液冷冷却

液冷则是通过流动在电池内部液冷板中的冷却液带走电池在工作中所产生的热量，以达到降低电池温度的效果。从实际的使用效果来说，液体介质的换热系数高、热容量大、冷却速度也更快，所以对于提升电池温度的均匀性效果更好。

液冷热管理的核心部件是压缩机、chiller（电池冷却器）还有水泵。压缩机作为制冷的动力发起点，决定着整个系统的换热能力。chiller则起到了制冷剂和冷却液的热交换作用，换热量的大小也直接决定着冷却液的温度。

水泵则是用来决定冷却液的流速，流速越快换热性能就会越好，反之亦然。简单说就是在电池里放一根水管，需要降温的时候就往水管里灌冷水，通过冷水带走热量来降温。

所以从技术的角度来看，液冷系统对于电池的温度控制效果要优于风冷系统，液冷系统的设计更为复杂，对技术能力的要求更高。

3、冷媒直冷

 冷媒直冷是将电池冷却系统与空调系统高度耦合，相当于将空调系统中的蒸发器直接放入电池包中。

直冷系统主要由电动压缩机、电池直冷板、电子膨胀阀、储液器、气液分离器等主要部件组成。

工作原理为：电动压缩机1排出的高温高压制冷剂蒸气经舱外换热器2冷凝，在储液器4后分流至两个子回路，分别流经电子膨胀阀5、9节流后进入电池冷板6以及舱内蒸发器10蒸发吸热，汇合流经气液分离器13以过热状态回到压缩机，完成一个完整的直冷冷却循环。

 简言之，就是电池通过直冷板直接与制冷剂进行热交换。这么直接的好处就是，冷却效率大幅提升，系统部件大大减少，成本与重量都有较大的降低。

 优势很明显，但缺点也很直接，需要工程师们克服的难点主要是以下几点：

①直冷板的耐压和密封问题

直冷板的耐高压性和密封性要求会比液冷高很多。液冷板的工作压力一般在1.3个大气压以内，而制冷剂蒸发压力一般能够达到3-4个大气压，直冷板的耐压等级至少要达到蒸发压力的4倍。

三个大气压是什么概念呢，小编特意找了一下花了两千大洋买的菲仕乐的高压锅，最大耐压150kPa，也就是1.5个大气压。想想高压锅得用多厚的钢材才能保证不会炸开就知道直冷板这玩意面临多少工程挑战（当然压强与力没法直接类比，但这样会比较直观。）

②温度均匀性

于电池包来说，不光要保证电芯工作在合理温度下，同时还要控制不同的模组之间的温差不超过特定的值（一般要求电芯温差不超过5℃）。电池里面有多个电芯，那么就需要尽可能保证电池冷板本身的温度相对均匀，受冷媒换热原理影响，如何设计直冷板中冷媒的流向，提升电池温度均匀性正是直冷系统需要解决的问题。

总体来说，由于直冷板涉及两相流，无论是部件设计难度还是控制难度相对液冷来说都更难，这也就是为什么当前市场主流都是采用液冷方案。目前*马全系插电混动车型、Je*p大指挥官的混动版等高端车型都采用了冷媒直冷，*亚迪在刀片电池推出的同时，也规划了全系车型采用冷媒直冷的电池热管理方式。其体积重量的优势以及其制冷速度、性能的优势，都预示着直冷是未来发展的趋势。

传祺下半年即将推出的两款混动化车型电池冷却系统都将采用最先进的冷媒直冷系统，系统安全性更强，产品竞争力更具优势。