电池包冷媒直冷和液冷技术降本对比

电池包冷媒直冷和液冷技术降本对比

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随着新能源汽车的普及，电池包的热管理技术成为影响车辆性能和安全的关键因素。目前市面上主要采用风冷、液冷和冷媒直冷三种冷却方式。本文将详细介绍这三种技术的特点，并重点分析冷媒直冷技术的优势、应用现状及成本效益。

风冷：更原始的电池冷却方式

风冷结构简单、成本低廉，宏光MINI EV等主流微型电动车，以及早期热销的电动车（比如日产聆风），都采用了这种电池散热方式。风冷的原理是利用自然风或电吹风配合蒸发器对电池进行降温。寒冷天气对电池预加热，电池模组中间加了电加热膜，加热和冷却都比较简单。

以空气为介质的风冷技术的缺点也相当明显。其散热效果显然不能满足当前新能源汽车工作的散热要求。而且风冷受外界空气温度的影响很大，特别是在过热或过冷的天气条件下，传热效率急剧下降。

液冷：优缺点鲜明的复杂冷却方式

相比之下，液冷技术对于电池的热管理更为从容。目前，部分车企配备了液冷电池系统，冷却液通过电池内部管路，带走电池工作时产生的热量，这与水箱水冷燃油车一样，但在低温条件下，系统还会对电池组进行加热。

与空气相比，以冷却剂为介质的系统具有数十倍的比热容和更高的传热系数，带来更好的冷却效果。温度和温差明显降低后，电池组在工作效率、稳定性和耐用性上得到显着提升。当然，液体冷却系统的成本也会更高。

液冷电池缺点就是结构比较复杂，增加了电池组的重量，让电动车的重量普遍超过2吨，就像时刻满载的汽车，影响性能，另一方面增加了电池组的体积，侵占车舱空间，相当于降低能量密度。

以特斯拉为代表的BMS冷却管理：每个电池单元都对着冷却液管，管道像蛇一样缠绕在电池周围以提供更多的热量传递区域，高温低温均可以控制，如今大多数高端国产新能源车就是采用这种设计。

冷媒直冷：快速冷却的居中方案

冷媒直冷方式是充分利用整车空调系统中的制冷剂，将其引入电池内部蒸发器中以达到冷却目的。冷媒直冷系统主要由以下部分组成：电动压缩机，双蒸发器，冷凝器，双膨胀阀，管道，储液干燥器。

这种冷媒板设计更简单，但优势是可拆卸性，冷却系统可以轻松更换甚至维修。比特斯拉的整体缠绕式更容易拆卸，后期维修成本低。比如比亚迪DM-i，宝马i3，Jeep插混车等均采用这种设计。缺点是无法直接加热，需要一套新的加热系统。

目前在应用冷媒直冷的主机厂和车型

1. BMW插电混动车型，包括X1，X3，3系和5系等插电混动；
2. Jeep指南者和大指挥官的插电混动；
3. BMW mini和countryman插电混动；
4. BYD全系dmi车型，包括秦dmi，宋dmi等；
5. BYD E3.0平台的首款车型海豚；
6. BMW i3。

应用冷媒直冷技术的初衷和出发点

因为电池如果需要大倍率充放电需要高效冷却，或考虑到液体泄漏造成的风险等等因素，小编归纳以下直冷技术的好处：

• 冷却速度快，冷媒蒸发温度低，少了chiller的液冷转换；
• 冷却效率高和能耗低，少了chiller冷冻液和冷媒的交互；
• 安全性高，不会像液冷造成短路；
• 能够降低整车重量，节省一部分零件和冷冻液的重量；
• 降低成本，节省一部分零件

应用冷媒直冷的难点

冷媒属于两相流体，直冷开发难度比液冷大，主要在冷板设计和策略控制上。

应用冷媒直冷技术能节省的成本

通过对比直冷和液冷的热管理架构，可以发现直冷系统可以去掉电池侧水泵（200元），电池侧副水壶（40元），电池chiller（300元，含EXV和PT传感器），还有一些水管。考虑到铝管比塑料管贵一些，这样大致算下来，单车可以节省500多元。

不但价格降低了，关键整车重量也降低了（起码冷冻液比冷媒重很多），降低7Kg重量应该不成问题。

不知道此技术后续发展如何，相信BYD dmi全系都应用此种技术了，估计也有一些OEM跟进应用。

但是如果真正想在快充和抑制热失控取得更好效果，浸没式冷却应该对比直冷是更好的选择。