來(lái)源：電源技術(shù)

作者：楊朝蓬，張寧，段志宇

摘要：鋰離子電池作為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池首選，維持其工作在最佳溫度范圍需要應(yīng)用散熱系統(tǒng)。針對(duì)常用的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，闡述了不同類型的特點(diǎn)，綜述了國(guó)內(nèi)外在電池內(nèi)部流道、進(jìn)出風(fēng)口結(jié)構(gòu)、冷卻空氣流體參數(shù)等方面開(kāi)展的仿真與實(shí)驗(yàn)研究，以及采用優(yōu)化算法和優(yōu)化策略，改善電池內(nèi)部溫度和溫差的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。為克服風(fēng)冷散熱系統(tǒng)冷卻效率低及密封性不足的問(wèn)題，基于風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的混合冷卻系統(tǒng)被研究者廣泛提出。

關(guān)鍵詞：鋰離子電池；風(fēng)冷散熱系統(tǒng)；溫度；溫差；混合冷卻系統(tǒng)

隨著環(huán)境污染與能源緊缺問(wèn)題加劇，世界各國(guó)加大了電動(dòng)汽車的研發(fā)力度，而動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源，受到各國(guó)政府和主要汽車制造廠商的重點(diǎn)關(guān)注。鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、無(wú)污染排放等特點(diǎn)，成為目前電動(dòng)汽車首選的動(dòng)力電池體系。鋰離子動(dòng)力電池的性能和壽命在很大程度上與工作溫度有關(guān)，通常最佳工作溫度在 15～40℃，溫差低于 5℃。在充放電過(guò)程中電池自身產(chǎn)熱會(huì)導(dǎo)致溫度上升，適當(dāng)?shù)纳崂鋮s技術(shù)可以減少溫度對(duì)電池組的負(fù)面影響，提高動(dòng)力電池的效率和安全性，降低老化率，延長(zhǎng)使用壽命。車用鋰離子動(dòng)力電池散熱系統(tǒng)冷卻方式主要有：風(fēng)冷、液冷、相變材料(PCM)冷卻、熱管(HP)冷卻等。風(fēng)冷、液冷是應(yīng)用最廣泛的冷卻方式，受技術(shù)水平限制，當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要采用風(fēng)冷，有少數(shù)電動(dòng)車也開(kāi)始采用系統(tǒng)更為復(fù)雜的液冷，如吉利帝豪 EV、江淮 iEV7S，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家更多采用液冷，如美國(guó)特斯拉、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)。作為新型冷卻方式，相變材料和熱管冷卻還處于研究和小規(guī)模應(yīng)用階段。本文介紹了車用鋰離子動(dòng)力電池風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的主要類型及特點(diǎn)，綜述了近幾年國(guó)內(nèi)外關(guān)于風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的應(yīng)用及研究進(jìn)展。

01 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)特點(diǎn)

風(fēng)冷散熱系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕巧、成本低，無(wú)有害氣體積壓和漏液風(fēng)險(xiǎn)，但不足之處是散熱效率低，密封設(shè)計(jì)難度大，防塵、防水效果差。根據(jù)冷卻風(fēng)源是否使用額外裝置引入，風(fēng)冷散熱系統(tǒng)分為自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷。

1.1 自然風(fēng)冷

將車輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的迎風(fēng)風(fēng)流經(jīng)導(dǎo)流管導(dǎo)入電池組內(nèi)部通道進(jìn)行直接冷卻的方式叫做自然風(fēng)冷。該方式不需要輔助電機(jī)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，但冷卻氣流會(huì)因車速變化而不穩(wěn)定，冷卻效果差異較大，而且空氣的熱容和熱導(dǎo)率都很低，自然對(duì)流表面換熱系數(shù)小。自然風(fēng)冷適合應(yīng)用于動(dòng)力電池放電倍率小、產(chǎn)熱率低的汽車，如比亞迪在秦、唐、宋、E6、騰勢(shì)等采用磷酸鐵鋰電芯的車型上都采用了自然風(fēng)冷。限于電池組成本、整車?yán)m(xù)航里程以及零部件體系等因素，國(guó)內(nèi)大部分300 km續(xù)航里程以下的純電動(dòng)車目前大都選用自然風(fēng)冷。

1.2 強(qiáng)制風(fēng)冷

以消耗電池能量為代價(jià)，利用風(fēng)扇或者空氣泵來(lái)促進(jìn)空氣流動(dòng)，形成強(qiáng)制對(duì)流來(lái)強(qiáng)化傳熱的方式叫做強(qiáng)制風(fēng)冷。該方式能夠提供穩(wěn)定的冷卻氣流，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。自然風(fēng)冷一般要求動(dòng)力電池本身發(fā)熱量小，且布置空間的空氣流動(dòng)順暢，國(guó)內(nèi)目前的電池制造能力還達(dá)不到該水平，故強(qiáng)制風(fēng)冷是國(guó)內(nèi)主流的風(fēng)冷散熱類型。強(qiáng)制風(fēng)冷在國(guó)外早期的電動(dòng)乘用車上應(yīng)用廣泛，如日本豐田 Prius、本田 Insight、日產(chǎn)聆風(fēng)、通用 Volt、起亞 Soul EV 等，在國(guó)外的電動(dòng)巴士、電動(dòng)物流車中也被廣泛應(yīng)用。

根據(jù)空氣來(lái)源不同，強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)可分為環(huán)境風(fēng)冷卻和空調(diào)風(fēng)冷卻。動(dòng)力電池多安裝于車輛地板下方，環(huán)境風(fēng)冷卻因絕緣故障等因素未見(jiàn)批量生產(chǎn)車型中。因此，強(qiáng)制風(fēng)冷多指空調(diào)風(fēng)冷卻，根據(jù)空調(diào)風(fēng)來(lái)源不同，又分為兩種形式：(1)艙內(nèi)引風(fēng)式：環(huán)境空氣經(jīng)整車空調(diào)冷卻之后進(jìn)入乘員艙，隨后由乘員艙通入動(dòng)力電池內(nèi)，最后由風(fēng)扇將其排入到環(huán)境中。國(guó)內(nèi)大多數(shù)汽車企業(yè)采用該方式，如江淮 iEV4、上汽榮威 MARVEL X。(2)獨(dú)立風(fēng)冷式：環(huán)境空氣經(jīng)電池系統(tǒng)自身空調(diào)冷卻后直接引入，散熱效率相對(duì)較高，也避免了風(fēng)量需求大時(shí)乘員艙出現(xiàn)負(fù)壓感受，但相應(yīng)增加了成本和能耗，美國(guó)CODA 公司與長(zhǎng)安哈飛合作的長(zhǎng)安E30采用了該方式。

02 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)研究進(jìn)展

針對(duì)自然風(fēng)冷和強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外研究主要基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)分析電池內(nèi)部流道、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)、冷卻空氣流體參數(shù)等因素對(duì)電池組整體溫度值高低及溫度均勻性的影響規(guī)律，采用優(yōu)化策略對(duì)風(fēng)冷散熱系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期望獲得更好的系統(tǒng)散熱效率，改善電池組溫度場(chǎng)分布。

2.1 內(nèi)部流道

在電池內(nèi)部，單體或模組因排布形式不同而形成不同的流道結(jié)構(gòu)。根據(jù)空氣在流道內(nèi)的流通方式，電池內(nèi)部的冷卻模式主要分為串行風(fēng)冷和并行風(fēng)冷。如圖1所示，串行風(fēng)冷時(shí)冷卻空氣從電池一側(cè)通入，依次流經(jīng)各個(gè)單體。如圖2所示，并行風(fēng)冷時(shí)冷卻空氣均勻流經(jīng)并列排布的單體間隙。相比于并行風(fēng)冷，串行風(fēng)冷下冷卻空氣在流動(dòng)過(guò)程中逐漸被加熱，與單體的溫差逐漸減小，對(duì)流換熱能力下降，靠近出口側(cè)的單體散熱效果比進(jìn)口側(cè)差，溫度分布均勻性較差。并行風(fēng)冷需要對(duì)進(jìn)、出口處流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，滿足不同位置處的進(jìn)風(fēng)量和壓力角度，從而保證流場(chǎng)分布均勻性，因此結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。一般情況下，串行風(fēng)冷多適用于采用圓柱單體的動(dòng)力電池，并行風(fēng)冷多適用于采用方形單體的動(dòng)力電池。

                                                                                                      圖1  串行風(fēng)冷圖

                                                                                                          圖2 并行風(fēng)冷

為了改善串行風(fēng)冷和并行風(fēng)冷模式下的散熱效率和散熱均勻性，在流道設(shè)計(jì)方面，可通過(guò)改變單體的排布方式或排布間距來(lái)實(shí)現(xiàn)。串行風(fēng)冷下常用的排布方式如圖3所示，主要包括平行順排、交叉排列、錯(cuò)位排列、梯形叉排等。并行風(fēng)冷下常用的排布方式如圖4所示，主要包括行排列和列排列。

                                                                                              圖3  串行風(fēng)冷單體排布方式

                                                                                              圖4  并行風(fēng)冷單體排布方式

對(duì)于不同排布方式、排布間距的影響結(jié)果，針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)展了眾多研究。李康靖等對(duì) 18650 圓柱鋰離子動(dòng)力電池包2C放電時(shí)的溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，發(fā)現(xiàn)順排比叉排、錯(cuò)排散熱效果要好，減小順排單體間距可抑制最高溫度，但會(huì)消減溫度均勻性。張繼華等運(yùn)用COMSOL仿真平臺(tái)計(jì)算了21700圓柱鋰離子電池組5C充放電溫度場(chǎng)分布，得出交叉排列比平行排列的最高溫度更低、溫差更小，隨著單體間距的加大，電池組最高溫度降低。彭睿等對(duì)比平行順排和梯形叉排兩種散熱方案，發(fā)現(xiàn)梯形叉排散熱方案上游和中游處最高溫度下降更多、散熱均勻性更好，但下游處因排布間距小、熱量積聚，下表面散熱效果不如平行順排。張?chǎng)蔚冗\(yùn)用FLUENT仿真軟件分析了方形鋰電池并行風(fēng)冷溫度場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)列排列單體的溫度和溫差整體上低于行排列。因此，在散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)所選電芯種類、放電功率、電池包結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定單體排布方式、排布間距。

2.2 進(jìn)出風(fēng)口結(jié)構(gòu)

風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的進(jìn)出風(fēng)口位置、尺寸、形式，直接決定了進(jìn)入電池組內(nèi)部的冷卻空氣流動(dòng)方向和風(fēng)量，對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)分布具有較大影響，會(huì)影響散熱效果。Xu 等研究發(fā)現(xiàn)自然風(fēng)冷下帶通風(fēng)口的電池組比不帶通風(fēng)口的最大溫升和最大溫差分別降低了約23.1%和19.9%。Yang 等利用速度場(chǎng)與溫度梯度場(chǎng)協(xié)同原理分析發(fā)現(xiàn)電池組上出風(fēng)模式具有最佳的冷卻效果，當(dāng)進(jìn)氣量為 0.444 m/s 時(shí)，最大溫升和最大熱源溫差可控制在7.01和3.08 ℃。E 等研究表明位于不同側(cè)的進(jìn)出口冷卻性能優(yōu)于相同側(cè)。張新強(qiáng)等采用數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)當(dāng)通風(fēng)孔與出風(fēng)口面積相等時(shí)，電池組冷卻效果最佳，繼續(xù)增大通風(fēng)孔面積，并不能明顯提高電池組的冷卻效果。王天波等研究發(fā)現(xiàn)在進(jìn)出口面積不變的情況下，進(jìn)出口形狀為圓形時(shí)，散熱效果最佳。徐輝發(fā)明了若干與電池模塊內(nèi)部貫通的喇叭狀收風(fēng)器，收風(fēng)器大口均朝向車輛行駛方向，保證自然風(fēng)冷下不同電池模塊具有較為對(duì)等的進(jìn)風(fēng)量，減少模塊間散熱差異。蘭海俠等在空氣出入口流道上分設(shè)傾斜的分流板，提高了并行風(fēng)冷下散熱效果。為了改善串行風(fēng)冷下冷卻空氣依次流動(dòng)導(dǎo)致溫度分布不均勻的問(wèn)題，可以通過(guò)控制進(jìn)出口動(dòng)作來(lái)改變內(nèi)部空氣流動(dòng)模式，擾動(dòng)流場(chǎng)，提升散熱均勻性。如圖5(a)所示，袁征等在電池一側(cè)設(shè)置一個(gè)進(jìn)風(fēng)口，另一側(cè)設(shè)置兩個(gè)出風(fēng)口，通過(guò)控制兩個(gè)出風(fēng)口開(kāi)關(guān)閥門交替開(kāi)啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)空氣在電池箱體中變向循環(huán)流動(dòng)；如圖5(b)所示，馬永笠等提出了一種使用進(jìn)出口鼓風(fēng)機(jī)交替工作實(shí)現(xiàn)電池組內(nèi)部空氣往復(fù)流動(dòng)的方案，該方案下電池組整體溫度保持在 25～45℃，最大溫差控制在指定溫度；如圖5(c)所示，宋俊杰等提出了反向分層風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)下各電池溫度分布非常均勻。

        圖5 冷卻空氣流動(dòng)模式

2.3 冷卻空氣的流體參數(shù)

冷卻空氣流體參數(shù)主要包括冷卻空氣溫度和入口風(fēng)速，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效率和散熱均勻性也有著明顯影響。汪繽繽等通過(guò)對(duì)48只圓柱鋰離子電池組成的電池包進(jìn)行風(fēng)冷散熱研究，發(fā)現(xiàn)隨著入口風(fēng)速的增加，電池包的最高溫度和最大溫差降低，但當(dāng)入口風(fēng)速大于3 m/s后，最高溫度和最大溫差降低速度明顯減小；降低入口冷卻空氣溫度，可以降低電池包最高溫度，但對(duì)電池包的溫差影響很小。劉顯茜等通過(guò)三維瞬態(tài)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)增大入口風(fēng)速可提升電池組散熱性能，改善溫度均勻性，降低進(jìn)風(fēng)溫度可防止電池組因局部溫度過(guò)高而出現(xiàn)熱失控，但無(wú)法有效抑制溫度均勻性。冷卻空氣溫度由風(fēng)源決定，若風(fēng)源為環(huán)境風(fēng)則冷卻空氣溫度與環(huán)境溫度一致，若風(fēng)源為空調(diào)風(fēng)則可根據(jù)需要設(shè)定不同的冷卻空氣溫度。冷卻空氣的入口風(fēng)速由風(fēng)冷散熱系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)決定，而風(fēng)機(jī)選型是根據(jù)電池的產(chǎn)熱速率確定空氣流量，然后根據(jù)所需空氣流量和電池組的流道阻力情況，從具有合適壓力-流量曲線(P-Q 曲線)的風(fēng)機(jī)中選出。

2.4 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)優(yōu)化

風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效率和散熱均勻性與電池組內(nèi)部的排布方式、排布間距，進(jìn)出風(fēng)口位置、尺寸、形式，進(jìn)風(fēng)方向、風(fēng)速、溫度等參數(shù)密切相關(guān)，這些參數(shù)會(huì)共同影響電池內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布狀態(tài)。可以采用相應(yīng)的優(yōu)化策略或優(yōu)化算法，獲得合適的系統(tǒng)參數(shù)，以達(dá)到可以接受的最佳風(fēng)冷散熱效果。白帆飛等運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)電池組間距遞減幅度、上集流板傾斜角度、下集流板傾斜角度等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了最優(yōu)結(jié)構(gòu)：間距遞減幅度0.3 mm、上集流板傾斜0°、下集流板傾斜 5°。李淼林等基于正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，將電池組最高溫度和溫差最小化作為目標(biāo)，經(jīng)多次迭代計(jì)算，得出局部?jī)?yōu)化方案：進(jìn)風(fēng)區(qū)域左端高度 9 mm(進(jìn)風(fēng)角度 2.74°)，出風(fēng)口高度 28 mm(出風(fēng)角度 2°)，電池間距公差值為 0.4 mm。與優(yōu)化前相比，電池組最高溫度降低了 9.55%，溫差下降 25.89%。夏博妍采用窮舉法和遺傳算法對(duì)風(fēng)冷式熱管理系統(tǒng)的進(jìn)、出風(fēng)口導(dǎo)流板角度和電池排布間距進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后充、放電狀態(tài)下最高溫度分別由37.5、43.5℃下降到33.8、37.3℃，電池單體最大溫差分別由6.0、9.9℃下降到1.1、1.7℃。Xie等借助實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)，采用單因素分析和正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)進(jìn)氣角、出氣角、電池單元之間的氣流通道寬度三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在 2.5°進(jìn)氣角、2.5°排氣角和相等的通道寬度條件下冷卻性能最佳。

Chen 等開(kāi)發(fā)了流動(dòng)阻力網(wǎng)絡(luò)模型，使用嵌套循環(huán)程序和計(jì)算方法優(yōu)化了氣室的角度以及入口和出口的寬度，優(yōu)化結(jié)果顯示，優(yōu)化氣室角度不能有效降低電池單元之間的溫度和溫差，而優(yōu)化進(jìn)口和出口的寬度可以顯著提高冷卻效率。

03 風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的耦合應(yīng)用

風(fēng)冷散熱效率低，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。為充分發(fā)揮風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)應(yīng)對(duì)風(fēng)冷散熱系統(tǒng)散熱效率已逐漸無(wú)法滿足電動(dòng)汽車功率、里程的發(fā)展需求，將風(fēng)冷與液冷、PCM冷卻、HP 冷卻等方式耦合應(yīng)用，形成混合冷卻系統(tǒng)，逐漸成為國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)發(fā)展的一種趨勢(shì)。

如圖6所示，徐曉明等發(fā)明了一種風(fēng)冷與液冷耦合應(yīng)用的電池模組，在模組底部設(shè)置了液冷板，電芯之間設(shè)置了風(fēng)冷空腔，單體電池裝在閥口與風(fēng)冷空腔連通的套筒內(nèi)，控制系統(tǒng)根據(jù)溫度傳感器測(cè)量值，選擇性控制液冷板和風(fēng)冷系統(tǒng)動(dòng)作，保證最佳工作溫度范圍。如圖7所示，Qin 等提出了一種風(fēng)冷與 PCM 冷卻耦合應(yīng)用的電池模組，將石蠟作為PCM，填充在單體電池四周的鋁合金管中，冷卻空氣在鋁合金管形成的框架結(jié)構(gòu)中流動(dòng)。如圖8所示，Behi 等提出了一種風(fēng)冷與熱管冷卻耦合應(yīng)用的電池模塊，經(jīng)仿真計(jì)算，采用強(qiáng)制風(fēng)冷、增加熱管(HP)和增加帶有銅片的熱管(HPCS)三種冷卻策略，與自然風(fēng)冷相比，電池模塊最高溫度可降低34.5%、42.1%、42.7%，溫度均勻性提高 39.2%、66.5%、73.4%，溫度均勻性提升明顯。

                                                                                              圖6 風(fēng)冷與液冷耦合冷卻

                                                                                              圖7 風(fēng)冷與PCM 耦合冷卻

                                                                                               圖8 風(fēng)冷與熱管耦合冷卻

如圖9所示，饒中浩等將風(fēng)冷與 PCM 冷卻、熱管冷卻三種冷卻方式有機(jī)結(jié)合，PCM 直接填充于單體電池與模塊外壁之間，用于直接吸收電池?zé)崃浚瑹峁苷舭l(fā)端直接插入模塊底部 PCM 內(nèi)，吸收其中熱量，施加于外部翅片和模塊中心流道的冷卻空氣同時(shí)冷卻熱管冷凝端、PCM 和單體電池。如圖10 所示，Wei 等提出了將風(fēng)冷、液冷和 PCM 三種方式耦合冷卻的概念，纖維通道內(nèi)流動(dòng)的水作為液冷介質(zhì)，同時(shí)作為PCM，在重力和纖維薄壁毛細(xì)作用下受熱蒸發(fā)，蒸發(fā)形成的水蒸氣在冷卻空氣的流動(dòng)作用下帶走電池潛熱，經(jīng)測(cè)試表明，相比無(wú)冷卻、僅風(fēng)冷和僅水冷，該混合冷卻方法使電池包最高表面溫度降低了約 83%、70% 和 57%，并成功地將溫度均勻性保持在建議的 5 ℃以下。

                                                                  圖9 風(fēng)冷與PCM、熱管多方式耦合冷卻

                                                                                      圖10 風(fēng)冷與液冷、PCM 多方式耦合冷卻

將冷卻空氣引入電池內(nèi)部進(jìn)行直接風(fēng)冷會(huì)降低電池組密封性能，密封性能低可能會(huì)導(dǎo)致絕緣故障，為解決這一問(wèn)題，將風(fēng)冷方式與整套熱交換系統(tǒng)耦合，由熱交換系統(tǒng)將電池內(nèi)部的熱量導(dǎo)出，最終冷卻空氣在電池殼體外部實(shí)現(xiàn)散熱冷卻。Park 等將熱交換系統(tǒng)管路圍繞在電池組殼體外側(cè)，熱交換系統(tǒng)包含進(jìn)氣口、出氣口、預(yù)定流動(dòng)通道，通過(guò)風(fēng)扇和熱電元件控制冷卻空氣進(jìn)入熱交換系統(tǒng)的流動(dòng)通道，從而將電池導(dǎo)出的潛熱散出。Mardall 等將熱交換器管道機(jī)械地和熱地耦合到電池組外殼基板的內(nèi)表面，電池組外殼外表面上流動(dòng)的冷卻空氣將熱交換系統(tǒng)中的熱分離。

04 總結(jié)與展望

相比于低散熱效率的自然風(fēng)冷，強(qiáng)制風(fēng)冷是風(fēng)冷散熱系統(tǒng)中的主流冷卻方式。風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效率與電池組內(nèi)部排布結(jié)構(gòu)、進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置、冷卻空氣流體參數(shù)等因素密切相關(guān)。通過(guò)采用優(yōu)化策略和優(yōu)化算法，以評(píng)判電池內(nèi)部溫度水平和溫度均勻性的指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)各類結(jié)構(gòu)與控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可有效提升風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的散熱效果。電動(dòng)汽車的發(fā)展，對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的功率和車輛的續(xù)航里程提出了更高的要求，動(dòng)力電池的能量密度、功率密度將逐漸增大，電池自身的發(fā)熱量和發(fā)熱功率也將隨之增大。盡管風(fēng)冷散熱系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，散熱效率可以得到提升，但是空氣自身低熱容量、低導(dǎo)熱系數(shù)從本質(zhì)上決定了優(yōu)化提升空間有限。因此，風(fēng)冷散熱系統(tǒng)受制于其較低的散熱效率將逐漸難以滿足電池汽車未來(lái)的發(fā)展要求。為取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮風(fēng)冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，可將風(fēng)冷與其他一種或多種冷卻方式進(jìn)行耦合應(yīng)用，形成混合冷卻系統(tǒng)，達(dá)到提升整個(gè)散熱系統(tǒng)散熱能力的目的。

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