摘要：新能源汽车是国家发展的重要支柱，近两年来，新能源汽车出现了爆发式的发展，其中以动力电池为主要设备，推动了国内对动力电池的研究和投资。随着新能源汽车技术的不断发展，如何延长动力电池的耐久性、热效率已成为当前新能源汽车的一个重要课题。从空气冷却、液体冷却、热管冷却、相变体冷却四个角度进行了研究。对新能源汽车的动力系统进行了仔细的分析和研究。
关键词：新能源汽车；动力电池；散热方法
引言
由于全球环境的恶化，以及社会的能量匮乏，新能源汽车在国内的发展迅速，新能源汽车技术也有了长足的进步，包括电池的散热和续航能力。动力电池是新能源汽车的能量存储设备，其关键性毋庸置疑。由于车辆行驶时与电力电池工作时会有大量的工作电流，而且由于处于较为狭窄、密闭的空间内，所以其内部的温度会持续上升，从而导致车辆的散热问题。
一、新能源汽车动力电池的发展现状与发展前景
除了汽油、柴油之外，新能源汽车因其绿环保、低排放等特点而逐步得到了社会的认同，进入了国内的销售。这让他的实力突飞猛进。我国是新能源汽车最大的生产国，其动力电池在全球的销售中占有举足轻重的地位。就当前而言，在新能源汽车领域，电力行业发展得很快，而在大数据和智能技术的推动下，动力电池的制造与研究技术正在逐步朝着智能化方向发展。目前，大部分的新能源汽车制造厂商都在采用机器人取代人力，以提升其产能。新能源汽车制造商在制造动力电池时普遍存在着高价格问题，因此，如何有效地减少其成本已是众多汽车制造商所关心的问题。现阶段，减少动力电池的制造费用有三个途径，一是通过开发新技术来延长其续航能力[1]。第二是规模经营，减少了企业的生产费用。第三，从可再生能源的角度，构建可再生能源的循环经济链条，从而达到节能减排的目的。新能源汽车用电的研究包括原材料生产、技术研发和大规模生产，其应用领域十分广泛。这样就能建立起一个合作开发的生产模式，让部分中小型企业加入到这个行业，从而在整个行业内建立起一个整体的动力电池产业链。
二、动力电池的分类与散热系统的作用
在国内，新能源汽车的动力电池有多种类型，其中铅酸电池和锂离子电池最为常用。此外还
有空气电池、钠硫电池等。而在新能源汽车被广泛应用之后，各国对于动力电池的研究也是非常的关注。这当中，锂离子电池在新能源汽车的制造和设计方面扮演着举足轻重的角。目前国内应用最多的是三元锂和磷酸铁锂。不过，从性能、寿命、安全等方面来说，锂电池的使用寿命和安全性都需要很高的温度，正常情况下，电池的温度要在25到40摄氏度之间。一旦超出该值，则会导致电池的性能下降0.2%，而一旦温度上升时，则会减短其寿命。为了延长电池的续航时间，必须要让电池处于一个合适的温度，让它的功能得到最大的释放。
三、动力电池发热原理
锂离子电池是由正极和负极构成的一种能量储能装置。由电解液、隔膜、外壳、正极、负极组成[2]。在锂电池充电和释放的过程中，将两个电极放在一个电解液中，然后让它以一个离子的形式在两个电极上移动。在锂电池充电和放电时，会发生一系列的化学反应，同时也会产生大量的放热和吸热现象，同时也会导致电池在运行时会积聚大量的热量，从而导致了电池温度的升温。在充、放电期间，锂电池整个Qr的内部会产生热 Qr、极化热 Qp、和焦耳热Qj等热量。在锂电池充电和放电的过程中，工作的电压始终高于或低于断开的电流，从而导致电极的极化。
四、新能源汽车用电的散热方法
而作为新一代电动车的核心，要实现长时间的使用，必须要先把散热问题解决才行。目前，动力电池的冷却方法有空气冷却、液体冷却、热管冷却以及相变材料冷却四种。以下是四种不同的散热方式。
（一）空气冷却
新能源汽车中常用的一种散热方式就是采用空气进行制冷，通过在锂离子电池的表层进行对流传热。在大气降温过程中，采用了自然对流和强迫对流两种方法，并进行了对比分析，得出了在正常对流条件下，锂电池的最高温度保持在合理范围内。通过强制对流散热，可以使锂电池工作时的最高温度维持在一个较好的水平。采用空气制冷来进行动力电池的散热具有结构简单、成本低、可以对有害气体进行高效的排烟，但其与电池壁的换热系数较低，且制冷速度较慢。
特斯拉电池（二）液体冷却
运用水、乙二醇或石油等液体物质为传热介质，通过与单体电池进行直接或间接的接触，以
实现对蓄电池进行冷却和散热。特斯拉 MODELS就是通过液态制冷来实现电池的散热[3]。液态制冷技术是一种新型的高效制冷技术，它的优势是它与电池壁表面的换热系数比较高，且具有快速的冷却和散热能力。其不足之处在于对密封性能的高要求。在以后的维修保养工作中是非常麻烦的。
（三）热管冷却
热管通过在封闭管中的工作介质的蒸发与凝结来传递热量，由管壳、吸液芯、端盖组成，在接近蓄电池一侧为蒸发端、绝热端和冷凝端，是将液体封闭在管道内的。它的工作原理是在蒸发端将锂电池的热量吸收，将液态转变为气态后，通过冷凝端散热后在转变为液态，最后回归到蒸发端，通过依次循环实现对锂电池的散热。特别注意的是，热管的冷却技术还处于研发期，还没有正式投入使用。
（四）相变材料冷却
相变材料冷却是利用相变材料作为介质进行能量电池的降温。相变材料是一种能随环境的温度而改变的物质，同时又能在转变时吸收和放出大量的热量。而在锂离子电池的运行中，由
于相变材料的存在，使得其在运行时的温度更为稳定，更为均一。并且相比于传统的液冷和空气制冷，相变材料具有更低的能量消耗和更简化的特点。而相变材料的体积会随着时间的推移而改变，这就导致了泄漏的危险，而且比空气和液态的成本要高一些。
五、新能源汽车动力电池的发展
近年来，随着欧美等大国的新能源汽车发展迅猛，在国家的支持下，新能源汽车得到了快速的发展[4]。发展新能源汽车必须要对动力电池技术进行熟练运用。动力电池包含了蓄电池的形态、电池制造过程控制、外围设备及操作方式等。日本公司在这方面拥有更多的技术优势，比如丰田公司就拥有四百多项专利。当前，全球正致力于开发新型的电池技术，着重于电池的容量与快速的充放电，而石墨烯电池是其中的一个新领域。其中，整车控制器、电机控制器、电池管理等关键技术是整车性能、经济性、可靠性和安全性的关键。
结束语
新能源汽车的大量投入和应用，使得电池续航里程和电池容量的需求也随之增加。动力电池是新一代汽车的关键部件，其散热问题是各大厂家的主要研发领域，经过调研发现传统的单
一散热模式已不能满足大尺寸、大功率动力电池的散热要求。因此，在当前的新能源汽车中，开发安全高效的散热设备显得尤其必要。要进一步加强新能源汽车的散热性能，加强对其冷却介质、相变材料等领域的研发。而解决车辆自身的能量转换问题，则是改进和完善动力电池的一种途径。
参考文献
[1]鲍晓东,张仙妮,刘国强. 新能源汽车动力电池热失控研究分析[J]. 机电产品开发与创新,2022,35(02):100-102.
[2]王震坡,袁昌贵,李晓宇. 新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析[J]. 汽车工程,2020,42(12):1606-1620.
[3]梁海明,林明松. 新能源汽车动力电池检测与维护技术探讨[J]. 西部交通科技,2020(09):166-168.
[4]孙振宇,王震坡,刘鹏,张照生,陈勇,曲昌辉. 新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述[J]. 机械工程学报,2021,57(14):87-104.
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