电车(电动汽车)电池降温主要是为了保证电池在适宜的温度范围内工作,以延长电池寿命和确保性能稳定,常见的电池降温原理基于以下几种方式:
- 风冷降温原理:利用空气流动带走电池产生的热量。通过在电池组周围设计风道,使用风扇强制空气循环。冷空气进入风道,与电池表面进行热交换,吸收电池的热量后变成热空气排出。空气的比热容较小,在相同的热量传递下,空气温度上升明显,所以需要较大的空气流量来达到较好的降温效果。这种方式结构相对简单,成本较低,但降温效率有限,适用于电池发热量较小或对散热要求不特别高的情况。
- 液冷降温原理:以液体作为冷却介质,通常使用水或水和乙二醇的混合溶液。在电池组内部布置冷却管道,冷却液在管道中循环流动。由于液体的比热容比空气大,能够吸收更多的热量。冷却液在管道中流动时,与电池表面进行热交换,带走电池产生的热量。吸收热量后的冷却液流到外部的散热器(如冷却水箱),通过与外界空气进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却液再重新流回电池组的冷却管道,形成一个循环。液冷系统降温效率较高,能够更精确地控制电池温度,是目前电动汽车电池常用的一种降温方式。
- 相变材料降温原理:相变材料(PCM)是一种在特定温度下发生相变(如从固态变为液态)的物质,在相变过程中会吸收或释放大量的潜热。将相变材料放置在电池周围,当电池温度升高时,相变材料吸收热量并发生相变,从固态转变为液态,从而吸收并储存电池产生的热量,起到降温作用。当电池温度降低时,相变材料又会从液态转变为固态,释放出储存的热量。这种方式不需要额外的动力系统来驱动,是一种被动式的散热方式,但相变材料的相变温度范围有限,且在多次相变后性能可能会下降。
- 热管降温原理:热管是一种具有高效传热性能的元件,内部充有少量的工作液体(如氨、水等)。热管一端与电池表面接触(蒸发段),另一端与散热装置(如散热片)接触(冷凝段)。当电池发热时,热管蒸发段的工作液体吸收热量而汽化,蒸汽在管内压力差的作用下流向冷凝段。在冷凝段,蒸汽遇冷后放出热量,重新凝结成液体,液体在重力或毛细力的作用下回流到蒸发段,如此循环往复,将电池的热量传递到散热装置上,再由散热装置将热量散发到周围环境中。热管具有很高的导热系数,能够快速有效地将电池的热量传递出去。