電池熱管理系統(tǒng)的設計，是保障電池運行安全的決定性外在因素。也是提升電池系統(tǒng)壽命等性能指標的關鍵所在。它直接關系到電池系統(tǒng)最終的成敗，可以一票否決設計成果。

從熱設計過程來看，關聯(lián)元素很多，如同在支點上找平衡。最終的目標，技術執(zhí)行的結果，就是保證系統(tǒng)內所有化學電芯工作環(huán)境的“舒適性”、“均溫性”。做到這一點，眾多電芯的性能才能“齊頭并進”，發(fā)揮出最好的用途。

在車用動力鋰電池系統(tǒng)早期的設計中，不乏以電池布置為主。打開箱體，滿滿當當?shù)亩际请姵?，熱管理設計難覓蹤影或被弱化，沒有作為關鍵環(huán)節(jié)對待。近些年，這種情況發(fā)生了根本變化，客戶對“縮小使用差距(和燃油車)”很迫切，從功率角度、環(huán)境適應性，對電池系統(tǒng)提出了更高的要求，熱管理被賦予了新的使命。這就要運用科學完整的開發(fā)流程，循序漸進，認真對待每一個小環(huán)節(jié)，讓熱設計滿足電池系統(tǒng)要求。

基于V模型正向開發(fā)的入口：三個關鍵“需求”，想清楚才能做明白。

其實，所有零件的設計都是基于“需求”的設計。但是這么多年的設計走過來，發(fā)現(xiàn)往往出問題的還是“需求”環(huán)節(jié)。有的問題在設計之初就是模糊或模棱兩可。其結果只能是事后打補丁，甚至可能推翻設計。付出很大代價。所以設計之初就要充分“想清楚”，后期的工作，才能“做明白”。

1)關鍵需求之一：應用“區(qū)域”說清楚，滿足環(huán)境要求是第一位的。

從成本角度，不太贊成“全溫度”需求設計方法。電池的本征特性NCM、NCA、LFP鋰離子化學電池溫度適應性很窄，也只能通過熱管理去調節(jié)其應用范圍(如圖示)。但是，有一個問題，適應環(huán)境越強，溫度調節(jié)范圍越大，技術和成本投入也就越大(在熱管理的硬件、軟件部分)。如何權衡這個問題?我列舉幾點：

措施一，設計不同版本的熱管理。盡管我們在續(xù)駛里程方面，不遺余力的努力，但是大部分車輛，大部分客戶，還是把新能源車含義為中短途點對點的交通工具。運行范圍還是比燃油車小。例如，假如在南方地區(qū)應用的物流車輛，覆蓋高寒地區(qū)需求設計，顯然是不合理，不經(jīng)濟的。時下“用戶精準定位”，的設計也是一種發(fā)展趨勢。

措施二，“告之客戶”：比如說，leaf早期的版本，用戶手冊上有一條：“勿把車輛，置于49℃以上場所24h以上;置于-25℃以上場所7天以上”。任何產(chǎn)品，都是以滿足大多數(shù)客戶需求為目標的。當面對“少數(shù)”客戶，少數(shù)“情況”的時候。要給客戶“講清楚”。也是合情合理的辦法。

措施三，從根本入手，選擇電池類型。比如說LTO電池，低溫適應可以提高一個數(shù)量級。在電量和能量密度要求不高的情況下，是可以嘗試應用的。(這一點，不在本文討論)

2)關鍵需求之二：電池系統(tǒng)功率邊界SOP，考驗熱管理溫度限值控制能力

整車的正向設計，功率需求是非常重要的。決定著動力性能的優(yōu)劣。而電池系統(tǒng)的功率邊界，很大程度上取決于熱管理的限值控制能力。一般來講，第一步要整車功率需求的導入。電池系統(tǒng)再行分解技術指標，選擇電芯，選擇熱管理模式等。當然，電池系統(tǒng)也有鞭長莫及的時候。和整車的匹配曲線，也會不吻合的。這個時候，要優(yōu)先考慮整車的安全性。

3)關鍵需求之三：系統(tǒng)溫差設計目標，重要體現(xiàn)熱管理的均溫能力

我一直認為，這是熱管理設計的精髓所在。盡管熱管理高低溫的控溫能力，解決了電池的安全運行問題，但是，體現(xiàn)電池性能，壽命能力，是“系統(tǒng)均溫”能力說了算的。Tesla<2℃的系統(tǒng)溫差，除了說明他的熱管理能力強大，更關鍵的是modelS、modelX15萬英里的行駛里程，大部車輛電池容量損失不到10%。這才是真理。

均溫設計，更多的是從熱結構、冷媒介質、控制策略入手，是比較直接的環(huán)節(jié)。其實，還有一個重要的環(huán)節(jié)容易被忽略掉，哪就是“保溫”設計(結構材料、控制策略)。保溫措施，是改變溫度變化斜率最有效的辦法。一方面讓高溫時熱管理降溫更快(降低外環(huán)境影響)，一方面，讓環(huán)境低溫時，停駛的車輛降溫慢。這給用戶帶來了便利，也讓環(huán)境溫度略低于0℃的熱管理設計，變得簡化和容易。