電動汽車電池管理系統(tǒng)（Battery Management System， 簡稱：BMS）的主要任務是保證電池組工作在安全區(qū)間內(nèi)，提供車輛控制所需的必需信息，在出現(xiàn)異常時及時響應處理，并根據(jù)環(huán)境溫度、電池狀態(tài)及車輛需求等決定電池的充放電功率等。

目前而言，電動汽車BMS系統(tǒng)的主要功能有電池參數(shù)監(jiān)測、電池狀態(tài)估計、在線故障診斷、充電控制、自動均衡、熱管理等。而今天小編主要從熱管理系統(tǒng)（Battery Thermal Management System， BTMS）方面為大家詳細解析。

熱管理系統(tǒng)的重要性

電池的熱相關(guān)問題是決定其使用性能、安全性、壽命及使用成本的關(guān)鍵因素。電池組熱管理系統(tǒng)主要由導熱介質(zhì)、測控單元以及溫控設備構(gòu)成。導熱介質(zhì)與電池組相接觸后通過介質(zhì)的流動將電池系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的熱量散至外界環(huán)境中，導熱介質(zhì)主要有空氣、液體與相變材料這三大類。測控單元則是通過測量電池系統(tǒng)以及電池模組甚至單體不同位置上的實時溫度來控制溫控設備進行對應的熱處理。常見的溫控設備有風扇與泵機等。

（新能源電動汽車電池結(jié)構(gòu)）

電池熱管理系統(tǒng)的作用

車輛在不同的行駛狀況下，電池系統(tǒng)由于其自身有一定的內(nèi)阻, 在輸出功率、電能的同時產(chǎn)生一定的熱量，使電池溫度升高，當電池溫度超出其正常工作溫度區(qū)間時會影響電池的壽命。目前國內(nèi)的熱管理研究較多在防止過熱上，更準確地說是集中在電池系統(tǒng)和模組級別上，在電芯層面上的隔熱并沒有過多關(guān)注。

目前國內(nèi)很多企業(yè)在電芯層面上，無論是軟包還是方形都沒有進行相應的隔熱處理。比如軟包電芯，基本是直接堆疊后靠金屬外殼固定一起，且不論電芯之間熱量的積累，光軟包充放電時的臌脹效應就有可能導致電芯出現(xiàn)破損可能。方形之間靠結(jié)構(gòu)膠直接粘接，并且還在沒有采用任何冷卻處理的環(huán)境下，完全靠自然冷卻不能保證熱量及時擴散。

在國外以及國內(nèi)若干采用軟包的企業(yè)得到大規(guī)模應用的隔熱阻燃材料，一方面能夠吸收電池鼓脹應力起到緩沖作用，另一方面能夠起到隔熱作用，在電芯出現(xiàn)熱失控的情況下抑制熱擴散，延緩事故發(fā)生。在方形電芯之間的隔熱處理，已經(jīng)有企業(yè)在采用氣凝膠，安全性相當高，但存在一個很實現(xiàn)的成本問題。

當溫度降低到零度以下時，電池系統(tǒng)的充放電功能會由于電池性能的降低變得十分困難, 無論是放電的倍率還是放電的容量都會大幅度地降低。因此在寒冷地區(qū)，研究電動汽車如何才能更高效地使用變得十分迫切。針對上述情況，一般從兩個方面出發(fā)進行設計，分別是電芯加熱和箱體保溫方案。

（電池模型熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）

電池熱管理系統(tǒng)之加熱方案 

科學的研究顯示：電動汽車所用的鋰電池的最佳放電溫度在于30°C到35°C之間。環(huán)境溫度降低，蓄電池內(nèi)阻增大。這導致電池的放電電流減小，有效可用容量也變小。在環(huán)境溫度低于零下10度時對電池進行充電，甚至會大大減少電池的壽命。因此，對鋰電池啟動前進行預熱，已經(jīng)成為高端電動汽車行業(yè)的普遍做法。

一般而言，加熱系統(tǒng)是為了滿足在低溫環(huán)境下能夠使電池能正常使用。加熱系統(tǒng)主要由加熱元件和電路組成，其中加熱元件是最重要的部分。常見的加熱元件有可變電阻加熱元件和恒定電阻加熱元件，前者通常稱為PTC，后者則是通常由金屬加熱絲組成的加熱膜，譬如磐巖新能源生產(chǎn)的硅膠加熱膜、撓性電加熱膜等。

除了常用的PTC加熱片和金屬絲加熱膜，石墨烯加熱膜也開始進入人們的視野，這三種材料的比較如下表所示。一般根據(jù)電池系統(tǒng)在進行具體設計時的結(jié)構(gòu)、工藝以及成本進行加熱方案的選擇。

（各種加熱方式方式對比）

電池模組箱體隔熱 

箱體隔熱的意義在于

1、保持系統(tǒng)內(nèi)部溫度，有利于低溫充放電，延長使用壽命；

2、保持系統(tǒng)內(nèi)部溫度，降低高溫路面熱輻射對系統(tǒng)內(nèi)部溫度的影響；

3、外部出現(xiàn)火燒或者高溫時時，保持電池包內(nèi)正常溫度，延緩電池熱失控，提高安全性。

從目前電池系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，采用液冷系統(tǒng)越來越多，因此箱體隔熱設計越發(fā)重要。

（HPT-10隔熱泡棉在電池箱體中的應用）

（HPT-10隔熱泡棉參數(shù)表）

隨著新能源汽車開始大規(guī)模的使用，電池系統(tǒng)的性能會接受更多的考驗，比如南北溫差導致電池能耗的不同。從目前情況來看，解決上述問題需要結(jié)合新材料進行電池設計系統(tǒng)優(yōu)化。比如利用先進的散熱、隔熱保溫材料等，針對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置以及控制策略的優(yōu)化都是可以采用的方式。高效智能的熱管理系統(tǒng)會是未來發(fā)展的目標，對新能源汽車的安全性有重要意義。