隨著全球商用車電動化進程的加速, 電池液冷已成為現代汽車的核心技術 電池熱管理系統 (BTMS). 有效解決電動車關鍵痛點 (電動車) 電池, 例如過熱, 溫度分佈不均勻, 和電池壽命短. TKT, 與超過 12 多年車輛熱管理經驗, 了解保持最佳溫度對於充分發揮鋰離子電池組的潛力至關重要. 本文將全面說明核心概念, 工作原理, 優點, 電池液冷及應用, 並分享TKT在該領域的成功案例.
電池液冷是目前電動車產業最主流的主動熱管理技術. 它屬於電池管理系統 (電池管理系統) 執行系統. 在電池液體冷卻系統中, 電池充放電過程中產生的熱量透過與冷卻板的直接接觸進行交換, 然後透過液冷系統主動釋放到外部. 此過程對於防止熱失控和確保電池壽命至關重要. 其核心目標是將電池組保持在10°C至45°C的最佳工作溫度範圍內. 並將單一電芯之間的溫差控制在5℃以內. TKT的技術甚至可以實現0.5℃以內的精確控制.
與相變材料和熱管等被動熱管理方法不同, 電池液冷是一種主動熱管理方法. 可根據環境變化和運作條件對電池進行冷卻和加熱. 能有效吸收及散發電池充放電過程中產生的熱量, 從而保證其正常的功率輸出. 相應地, 它可以在較低的溫度下加熱電池組. 隨著電動車電池功率密度的不斷提高和快充技術的普及, 電池液冷已成為高功率不可取代的核心技術, 複雜工況商用電動車.
附加資訊: 浸入式電池冷卻是一種更先進的高性能電池液體冷卻方法. 電池芯或模組完全浸沒在特殊的絕緣液體中, 允許冷卻劑和電池表面之間直接進行熱交換，沒有任何物理障礙. 這種結構實現了極高的散熱效率和高度均勻的電池溫度分佈. 其缺點包括液體成本高和密封要求嚴格, 其應用主要限於超快充電和大規模儲能應用.
電池液體冷卻的工作原理是基於熱傳導和對流熱交換機制. 整個過程就是冷卻液的閉環循環, 主要由三個核心步驟組成.
電池組充放電時產生的熱傳遞至液冷板, 與電池緊密接觸的, 透過熱傳導. 冷卻液流經液冷板內部的通道, 吸收熱量.
冷卻後的冷卻液, 由水泵驅動, 流向散熱器. 散熱器透過強制風冷將冷卻液的熱量散發到外部環境, 迅速降低冷卻液溫度並將其恢復到可用狀態.
冷卻後的冷卻液流回液冷板, 形成閉環, 並且不斷重複以上步驟.
低溫環境下 (<0℃), 冷卻迴路關閉, 並且 PTC 加熱器被激活. 然後加熱的冷卻劑被輸送到液冷板, 將熱量傳遞至電池組, 解決低溫導致的電池容量減少、啟動困難等問題.
此閉環系統可實現精確控制，通常由電池管理系統管理 (電池管理系統) 透過CAN總線. 確保電池夏季涼爽、冬季溫暖. 當然, 如果您所在的地區不需要暖氣模式, 可以停用此功能以節省成本.
風冷和液冷是電動車最常見的兩種主動冷卻技術. 選擇冷卻策略時, 製造商通常會權衡空氣冷卻與液體冷卻的優缺點. 空氣冷卻更簡單且成本更低, 但對於高負載應用, 液體冷卻提供卓越的性能.
對於商業應用, 現代電池的高能量密度會產生大量的熱量. 空氣冷卻很難快速有效地散發熱量, 導致電池壽命縮短. 液冷具有極高的比熱容, 製作它 3,000 散熱效率比風冷高一倍. 這種卓越的效率使其成為電動卡車和巴士唯一可行的冷卻解決方案.
| 特徵 | 風冷系統 | 電池液體冷卻系統 |
|---|---|---|
| 傳熱介質 | 空氣 | 冷卻液 (水-乙二醇, ETC。) |
| 導熱係數 | 低的 (大約. 0.024 瓦/米·K) | 高的 (大約. 0.4 - 0.6 瓦/米·K) |
| 溫度均勻性 | 貧窮的 (容易出現熱點) | 出色的 (ΔT≤5℃) |
| 能源消耗 | 緩和 (粉絲) | 更高 (泵浦), 但每瓦特去除效率更高 |
| 最適合 | 低功率電動車, 氣候溫和 | 商用電動車, 巴士, 重型設備 |
TKT, 和 25 多年熱管理經驗, 優化了系統整合設計, 有效簡化液冷系統的控制邏輯，降低整體製造與維護成本.
溫度是影響電池壽命最關鍵的因素. 這種關係呈指數級增長. 高溫加速固體電解質界面膜增厚, 導致活性鋰的損失，從而導致電池快速退化.
測試表明，單一電芯的循環壽命可達 6238 天 (80% 剩餘容量) 23°C 時, 相比僅 272 55°C 下的天數 - 溫度升高 32°C 會導致 95% 電池壽命縮短.
電池液冷透過維持穩定的熱環境直接解決這個問題. 它可以防止電池在快速充電或峰值負載運行期間遭受高溫應力, 從而顯著減緩化學老化過程. 另外, 確保電池單元之間的溫差在5°C以內, 它還可以防止電化學不穩定. 否則會降低電池組的有效容量 10% 到 30%.
熱失控是電動車電池最大的安全隱患. 它是由局部過熱引發的放熱反應的連鎖反應引起的 (溫度瞬間升至800°C以上). 電池液冷技術可快速吸收局部熱量，透過即時溫度監測快速冷卻, 從根本上抑制熱失控，從而保護電池並延長其使用壽命.
電池液冷技術具有很強的擴展性和適應性, 使其廣泛應用於各種電動車和儲能係統. 隨著商用車領域電動化進程的加速, 已成為重型電動車首選熱管理解決方案.
除了商用電動車, 電池液冷也廣泛應用於增壓站, 資料中心, 和低空飛機. 隨著全球儲能產業的快速發展, 儲能場景對液冷技術的需求也在爆發式成長.
商用車電池液體冷卻系統專為高動態操作環境設計. 它們必須承受頻繁的快速充放電循環, 劇烈震動, 機械衝擊, 和極端環境溫度, 同時保持緊湊, 輕的, 並與車輛熱管理系統高度集成. 使用冷板的間接液體冷卻仍然是主流解決方案, 優先考慮響應能力, 安全, 和卡車的空間利用率, 公車, 和重型電動車.
儲能電池液冷系統著重長期靜態穩定性. 他們的目標是實現 15-20 年壽命, 高冗餘度, 營運成本低, 和簇級溫度均勻性. 間接冷卻和先進的浸沒式冷卻技術已廣泛應用. 所需的系統設計強調可維護性和長期可靠性, 而不是輕量化設計.
電池液體冷卻提供顯著的性能優勢, 但其設計與開發卻面臨許多核心挑戰. TKT 在過去二十年中成功克服了這些挑戰:
主要挑戰在於將單一電芯之間的溫差控制在≤5℃以內，以確保電池老化均勻、性能穩定.
電池液冷系統本身消耗電力. 設計不當的系統會耗盡車輛的電池, 減少行駛里程. 所以, 目標是最大限度地提高冷卻性能，同時最大限度地降低能耗.
系統必須能夠快速冷卻，以防止局部過熱事件升級為大範圍的熱失控和火災.
整合系統的壓縮機, 冷凝器, 電動水泵, ETC。, 組裝成一個緊湊耐用、能夠承受車輛振動和極端環境條件的裝置是一項複雜的任務.
經過反覆研究和驗證, TKT實現空調與BTMS一體化 (體溫管理系統) 裝置. 透過將 BTMS 功能整合到客車空調中, 它實現了客車內部和客車電池的同時冷卻. 現在, 該新系統在印度著名汽車製造商Olectra生產的客車上穩定運行.
成立於 1998, TKT 開始開發和製造電池液體冷卻系統 (BTMS) 在 2014. 憑藉其行業領先的設計和製造能力, TKT 已成為全球領先的商用電動車電池熱管理解決方案供應商. 電池液冷產品獲得《財星》雜誌認可 500 比亞迪、塔塔汽車等汽車製造商.
TKT 為 Olectra 電動客車產品線開發深度客製化的電池液冷卻系統, 整合空調和BTMS功能. 這種整合液體冷卻系統, 專為 Olectra 電動巴士開發, 冷卻能力10kW，空調能力42kW. 新系統可有效減少公車電池退化，延長電池壽命以上 30%. 點擊查看 原創文章.
TKT 為塔塔汽車提供電動卡車電池冷卻系統, 一家領先的印度汽車製造商. 應對印度炎熱潮濕的氣候, TKT優化了管道和散熱器的設計, 提高系統的散熱效率 25% 確保電動卡車在40℃以上高溫環境下穩定運行. 點擊查看 原創文章.
隨著電動車電池組變得更大、更強大, 液體冷卻對於熱安全的重要性, 穩定的續航里程, 且電池壽命的延長也越來越明顯. 與風冷相比, 液冷散熱能力更強, 溫度控制更均勻, 更能滿足商用車的需求.
隨著超過 10 多年經驗, 業界領先的散熱性能, 以及與頂級汽車製造商成功合作的良好記錄, TKT 是您值得信賴的先進電池熱管理解決方案合作夥伴. 準備好優化您的電動車電池性能?
進一步閱讀: 什麼是與電動車相關的熱失控, 熱管理新聞和更新 2025, 什麼是電池浸沒式冷卻?
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