1. 新能源汽车电池热管理
1.1 市场情况
汽车热管理主要作用是为驾驶舱提供舒适温度环境，使汽车各部件在适合的温度范围工作。而新能源汽车的热管理包括空调系统、电池热管理、电子设备热管理和电机热管理，整体价值将达到整车的8%-10%左右。由于温度对电池安全、寿命、性能乃至整车续航里程都产生直接影响，因此电池热管理是新能源汽车热管理的核心。
相比传统汽车，新能源汽车电池热管理系统为新增加的系统，为从0到1的增量市场。以乘用车为例，液冷模式下单车价值在1500元左右。液冷模式的电池热管理系统包括电子膨胀阀、冷却板、电池冷却器、电子水泵等价值量较大的部件，系统整体单车价值约为1500元。该情况下，新能源汽车热管理系统价值量有望由传统汽车2000元左右提升至6000元，预估2020年国内市场规模有望达到70亿。
表1 电池热管理系统（液冷）单车价值量拆分
冷却板150 4~6 600~900
电池冷却器200    1 200
电子水泵250~300    1 250~300
电子膨胀阀150    1 150
其他200
合计1400~1700南浦大桥车祸
（来源：长江证券研究所）1.2 电池热管理技术
maserati电池热管理主要分为三个内容：
1）在电池温度较高时进行冷却，防止电池热失控；
2）在电池温度较低时进行加热，确保电池低温下的充电性能和安全性；
3）对电池系统进行保温，提高电池热管理效率，减少热管理能耗。
电池热管理系统的重点在于冷却，且根据冷却介质的不同，可分为风冷、液冷、相变材料冷却三种方式。目前已实现商用的是风冷和液冷，而相变材料冷却方案由于技术尚不成熟，尚未在汽车领域使用，短期内商业化可能性不大。
表1 不同电池冷却方案优劣势对比
1.1.1 风冷
风冷系统借助空气流动带走电池产生的热量，分为自然冷却（即被动式风冷）和强制冷却（利用风机等，即主动式风冷）。被动式风冷系统利用汽车行驶时与空气相对运动产生的风进行散热，冷却效果较弱；主动式风冷系统则依托现有空调系统，借助空调系统吹入驾驶舱内的冷风实现对电池组的降温。
按照空气流经电池的方式，风冷系统可分为串联式与并联式。串联式风冷系统由于空气依次经过各个电池，因此容易出现各电池之间冷却不均匀的现象。相较之下，并联式风冷对于电池组的冷却更为均匀，效果更好。
全球鹰熊猫怎么样该系统结构简单、便于维护，在早期电动乘用车中应用广泛，应用车型如日产LEAF、丰田Prius、本田Insight、现代起亚Soul等，在目前的电动客车、电动物流车中也被广泛采纳。
图1 风冷原理示意图（左）以及风冷路径（右）
1.2.2 液冷
通过液体对流换热方式将电池产生热量带走以达到降温目的。液体介质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对降低最高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著。同时，体积也相对较小。形式上较为灵活，既可以将电池单体或模块沉浸在液体中，也可在电池模块间设置冷却通道，又或者在电池底部采用冷却板。电池与液体直接接触时，液体必须保证绝缘（如矿物油），避免短路。同时，对液冷系统的气密性要求也较高。
液冷的冷却效率高于风冷，结构更为复杂，是目前许多电动乘用车的优选方案，国内外的典型产品如宝马i3、特斯拉系列、通用Volt、雪佛兰Bolt EV、比亚迪e5、吉利帝豪EV。
图2 液冷原理图（增加了冷却液冷却回路）
1.2.3 直冷
直冷系统是特殊的液冷系统，是在液冷基础上将整车热管理进一步集成，将电池与通入制冷剂的冷板相连，通过制冷剂蒸发吸热的原理，直接带走电池产生的热量。直冷系统不需要冷却液进行导热，能极大地提升换热效率，冷却效率是普通液冷的3-4倍。结构设计方面，直冷系统的设计减少了系统的液体回路，减少了液体泄漏的可能性，但同时也对汽车空调软件控制系统和对三电系统换热的理解提出了较高要求，且该方案管路较长，制冷剂用量大，成本高，目前使用相对较少。
汽车学徒工目前该方案集中应用在高端车型上，例如宝马i3（i3有液冷、直冷两种冷却方案）、奥迪A6 PHEV、奔驰S400等。
图3 直冷原理图
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2. 国内外主流新能源汽车电池热管理系统
2.1 国外乘用车
出于对电池包大容量快速散热需求的考虑，国外的量产车型大多采用了液冷方案，尤其是美系车和德系车。但，日系车普遍采用风冷方案，而日产采用了少见的被动式风冷。另外，一些小批量豪华车型直接采用了直冷方案。
表2 国外主流乘用车电池热管理方案
2.1.1 特斯拉Model S
采用液冷方案。
在锂电池组内灌注了水乙二醇（50%的水和50%的乙二醇）的导热铝管呈S形状环绕，如图4（右）图所示，左右两侧的接口为水乙二醇液体的循环接口，在铝管外还包裹着一层橘黄的绝缘胶带。冷却液不断地在管道中流动，最终会在车辆头部的热交换器散发出去，从而保持电池温度的均衡，防止电池局部温度过高导致电池性能下降。电池热管理系统可将电池组之间的温度控制在±2℃。
特斯拉的液冷采用串行流道，冷板安装于电池间隙，这个设计的结构设计难度较大，同时，蛇形冷板在较大程度上增加了液冷系统的压力损失。
图4 特斯拉液冷系统专利（左）及结构实体图（右）
图5 特斯拉蛇形液冷方案示意图
2.1.2 通用Volt/Bolt
通用V olt插电混动采用液冷方案。
每个软包电芯大面冷却，并行流道、紧凑性性、成本较低。以50%水与50%乙二醇混合物为冷却介质。单体电池间间隔布置了金属散热片（厚度为1mm），散热片上刻有流道槽。冷却液可在流道槽内流动带走热量。在低温环境下，加热线圈可以加热冷却液使电池升温。电池组内的温度差可控制在2℃以内。
图6 通用Volt的5并联冷却通道