中國(guó)粉體網(wǎng)訊 充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短是新能源汽車的痛點(diǎn)，為更好的替代傳統(tǒng)能源汽車，必須解決充電、續(xù)航的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，而快充、超快充是解決這些問(wèn)題的最佳手段。
（一）超級(jí)快充進(jìn)入快車道
2024年被業(yè)界譽(yù)為超充發(fā)展的元年，國(guó)家層面大力推動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)，各地政府也積極響應(yīng)，加速超充站點(diǎn)的布局。廣州、海南、深圳等地紛紛提出打造“超充之都”、“超充之島”和“超充之城”的戰(zhàn)略目標(biāo)，預(yù)示著超充時(shí)代的全面來(lái)臨。
◈國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等部門發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》
◈財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于開展縣域充換電設(shè)施補(bǔ)短板試點(diǎn)工作的通知》
2024北京國(guó)際車展上，億緯鋰能正式發(fā)布商用車超充電池——開源電池；寧德時(shí)代發(fā)布全球首款兼顧1000公里續(xù)航和4C超充特性的磷酸鐵鋰電池新品——神行PLUS；欣旺達(dá)發(fā)布了全新閃充電池3.0。此外，中創(chuàng)新航、孚能科技、蜂巢能源、國(guó)軒高科等企業(yè)也相繼發(fā)布了自身的超充電池產(chǎn)品或研發(fā)進(jìn)展。
（圖源：IT之家）
目前不少龍頭整車企業(yè)已推出搭載800V高壓的車型，如廣汽昊鉑HT、小鵬G9汽車、小米SU7、比亞迪仰望U8、騰勢(shì)D9DM-i、阿維塔11等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至今年4月份，市面上已發(fā)布的800V車型接近60款。根據(jù)《中國(guó)高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》預(yù)測(cè)，2026年底，國(guó)內(nèi)基于800V平臺(tái)打造的車型滲透率將會(huì)接近一半。
（二）超充背景下的“熱失控”、可靠性問(wèn)題頻發(fā)
伴隨著超級(jí)快充的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的需求已經(jīng)從充電、續(xù)航等里程焦慮轉(zhuǎn)向“熱失控”的安全焦慮。在電池組中,若局部區(qū)域電池發(fā)生的熱失控事件失去控制，將擴(kuò)展到周圍區(qū)域的電池，從而導(dǎo)致不可控的危害，如起火、冒煙、爆炸等，因此，抑制“熱失控”尤為重要。
此外，電池的可靠性對(duì)溫度也十分敏感，在30℃~40℃的工作溫度范圍內(nèi)，電池溫度每增加1℃，壽命就減少2個(gè)月。索尼公司的18650電池在45℃下循環(huán)800次后容量損失了37%，在55℃下循環(huán)491次后，容量損失超過(guò)71%。
（三）動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)常用的導(dǎo)熱材料
為了保持動(dòng)力電池在合理溫度下工作，需要及時(shí)將產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，通常采用風(fēng)冷、液冷這2種主動(dòng)冷卻方式對(duì)電池進(jìn)行冷卻。兩種方式都是先將熱量從電池系統(tǒng)傳遞給冷卻管，再通過(guò)冷卻管將熱量傳遞到空氣中。為使冷卻管達(dá)到最佳的散熱效果，需要在冷卻管和電池之間填充高導(dǎo)熱材料。其中，導(dǎo)熱界面材料、熱管的應(yīng)用是比較廣泛的。
1.導(dǎo)熱界面材料
常用的導(dǎo)熱界面材料，多以樹脂為基體并按需添加導(dǎo)熱填料。樹脂基體材料易于變形可以很好的彌合間隙，以增加有效接觸面積，但樹脂基體熱導(dǎo)率差，需填充導(dǎo)熱填料調(diào)節(jié)熱導(dǎo)率。
填料種類可以分為三大類，分別為金屬導(dǎo)熱填料、碳基導(dǎo)熱填料、無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料。常見的金屬導(dǎo)熱填料主要包括鋁、銅、銀等；碳基導(dǎo)熱填料主要有石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維等；無(wú)機(jī)導(dǎo)熱填料主要有氮化硼、碳化硅、氮化鋁等。
導(dǎo)熱膠具有易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化涂膠的工藝優(yōu)勢(shì)，且具有良好的延展性，能充分填充電芯模組底部與冷卻板表面之間的間隙，同時(shí)可均衡電池包的溫度。單體間填充導(dǎo)熱膠較填充空氣更有利于保持溫度一致性。在電池?zé)峁芾碇校Ｓ玫膶?dǎo)熱膠及其應(yīng)用特性如下：
相變材料被視為一種更環(huán)保的溫度控制方式。導(dǎo)熱相變材料具有高儲(chǔ)熱密度，能夠吸收電池在使用過(guò)程中釋放出的熱量，從而有效防止電池發(fā)生熱失控。其獨(dú)特的相變特性使得它在特定溫度范圍內(nèi)能夠吸收或釋放大量熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池溫度的有效控制。
導(dǎo)熱相變材料通常被放置在電池單元之間或電池模塊的表面，以形成一個(gè)熱隔離層。當(dāng)電池溫度升高時(shí)，導(dǎo)熱相變材料開始吸熱并發(fā)生相變，將熱量?jī)?chǔ)存在材料內(nèi)部。這樣，電池的溫度上升速度得到減緩，從而避免了電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生。
相變冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖源：建模與仿真）
2.熱管冷卻
熱管利用工作流體的相變來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱過(guò)程，最初由Gaugler于1942年提出的，但在1962年由Grover發(fā)明后才開始發(fā)展。與相變材料不同的是，相變材料在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中在固、液兩種狀態(tài)中發(fā)生轉(zhuǎn)變，而熱管的工作流體是通過(guò)蒸發(fā)冷凝在氣、液兩相發(fā)生相變。熱管的種類主要有圓形熱管、振蕩熱管、回路熱管、平板熱管等多種。
參考來(lái)源：
[1]張世恒等，快速充電條件下的電池?zé)峁芾硌芯窟M(jìn)展
[2]劉欣，相變冷卻與液冷耦合的鋰離子電池?zé)峁芾砟M及優(yōu)化控制
[3]《中國(guó)高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐）
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