1、動力電池熱管理的重要性

新能源汽車蓬勃發(fā)展，其安全性受到越來越廣泛的關(guān)注。動力電池包是新能源汽車相對傳統(tǒng)燃油車作出的最大改動，也是整車安全性設(shè)計(jì)的核心。目前，動力電池多數(shù)是鋰離子電池，而鋰離子電池在過充電、針刺、碰撞情況下易引起連鎖放熱反應(yīng)造成熱失控，導(dǎo)致冒煙、失火甚至爆炸等嚴(yán)重事故。而且，動力電池的性能，包括能量密度、使用壽命、放電倍率等受溫度影響極大，所以電池?zé)峁芾砑夹g(shù)是新能源汽車的核心技術(shù)之一。在這個(gè)過程中，一種新型的導(dǎo)熱阻燃材料應(yīng)運(yùn)而生。

2、汽車動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的目標(biāo)

汽車是人們出行的重要工具，作為電動汽車的“心臟”，動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)是決定車體整體性能的關(guān)鍵。從產(chǎn)品應(yīng)用角度出發(fā)，動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的目標(biāo)可以細(xì)分為如下7個(gè)方面：

（1）保證單體電池處于適宜的工作溫度范圍，能夠在高溫環(huán)境中將熱量及時(shí)轉(zhuǎn)移、低溫環(huán)境中迅速加熱或者保溫；

（2）減小單體電池內(nèi)部不同部位之間的溫度差異，保證單體電池的溫度分布均勻；

（3）保持電池組內(nèi)部的溫度均衡，以避免電池間的不平衡而降低性能；

（4）消除因熱失控引發(fā)電池失效甚至爆炸等危險(xiǎn)；

（5）滿足電動汽車輕型、緊湊的要求，成本低廉、安裝與維護(hù)簡便；

（6）有效通風(fēng)，保證電池所產(chǎn)生的潛在有害氣體能及時(shí)排出，保證使用電池安全性；

（7）溫度等相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)精確靈敏的監(jiān)控管理，制定合理的異常情況應(yīng)對策略。

3、導(dǎo)熱材料在動力電池包中的關(guān)鍵作用

為了更有效地控制電池溫度，越來越多的廠家開始拋棄成本更低但效果較差的風(fēng)冷設(shè)計(jì)，新面世的旗艦級純電動車幾乎全部使用了液冷設(shè)計(jì)。使用液冷設(shè)計(jì)的電池包，當(dāng)電池溫度較高時(shí)，電池發(fā)出的熱量將由冷板中的液體迅速轉(zhuǎn)移到電池包外部，實(shí)現(xiàn)快速降溫。液體的體積比熱容遠(yuǎn)大于氣體，在相同流量下，其轉(zhuǎn)移熱量的效率遠(yuǎn)超氣體，故而液體冷卻的能力大幅強(qiáng)于空氣冷卻?？梢哉f，當(dāng)使用液體冷卻方式時(shí)，熱量通過流體的轉(zhuǎn)移將不再是熱管理系統(tǒng)的瓶頸所在。

受限于機(jī)械加工精度，剛性接觸面間會存有極細(xì)微的凹凸不平的空隙。圖4左圖示意了剛性接觸面間熱量傳遞的路徑。眾所周知，空氣導(dǎo)熱系數(shù)極低（25℃時(shí)，空氣導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.026W/m.K），接觸面間的空隙會使得熱量的傳遞變得困難。在界面間填充高導(dǎo)熱柔性材料（導(dǎo)熱系數(shù)一般在1.0W/m.K~6.0W/m.K之間）是降低接觸熱阻的有效方法。特殊場景中，導(dǎo)熱界面材料它還需要同時(shí)具備絕緣、吸波功能。為了保證熱量傳遞的通暢性，在電池包中，電池和冷板之間同樣需要貼附導(dǎo)熱界面材料。然而，汽車動力電池包中的導(dǎo)熱界面材料，由于運(yùn)用場景和面臨的問題與常規(guī)電子產(chǎn)品差異很大，其要求有很強(qiáng)的特殊性。