液体を媒体とする熱伝達の場合、モジュールと液体媒体（例えばウォータージャケット）との間に熱伝達経路を確立し、対流と熱伝導の形で間接的な加熱と冷却を行う必要がある。熱伝達媒体としては、水、エチレングリコール、あるいは冷媒などが挙げられる。誘電体の液体にポールピースを浸漬することによる直接的な熱伝達も可能であるが、短絡を防ぐために絶縁対策を講じる必要がある。PTC冷却ヒーター)
受動式液冷は一般的に液冷と外気の熱交換を利用し、二次熱交換のためにバッテリー内にコクーンを導入する一方、能動式冷却はエンジン冷却液と液体媒体の熱交換器、または電気加熱/熱油加熱を利用して一次冷却を実現する。加熱、一次冷却は乗客室空気/空調冷媒と液体媒体を使用する。
空気や液体を媒体として用いる熱管理システムは、ファン、ウォーターポンプ、熱交換器、ヒーター、配管などの付属品が必要となるため、構造が大きくなり複雑になり、バッテリーエネルギーを消費し、バッテリーの電力密度とエネルギー密度を低下させる。PTCエアヒーター)
水冷式バッテリー冷却システムは、冷却液（水50％／エチレングリコール50％）を使用してバッテリーの熱をバッテリークーラーを介して空調冷媒システムに伝達し、その後コンデンサーを介して環境に放出します。バッテリー入口水温はバッテリーによって冷却され、熱交換後に容易に低温に達するため、バッテリーは最適な動作温度範囲で動作するように調整できます。システムの原理を図に示します。冷媒システムの主要コンポーネントには、コンデンサー、電動コンプレッサー、蒸発器、遮断弁付き膨張弁、バッテリークーラー（遮断弁付き膨張弁）、空調配管などが含まれます。冷却水回路には以下が含まれます。電動ウォーターポンプバッテリー（冷却プレートを含む）、バッテリークーラー、ウォーターパイプ、膨張タンク、その他の付属品。
近年、相変化材料（PCM）を用いたバッテリー冷却熱管理システムが国内外で登場し、有望な見通しを示している。バッテリー冷却にPCMを用いる原理は、バッテリーが大電流で放電される際に、PCMがバッテリーから放出される熱を吸収し、自ら相変化を起こすことで、バッテリーの温度を急速に低下させるというものである。
このプロセスでは、システムは相変化熱の形でPCMに熱を蓄えます。バッテリーの充電時、特に寒冷時（つまり、外気温が相転移温度PCTよりもはるかに低い場合）には、PCMは周囲環境に熱を放出します。
バッテリーの熱管理システムに相変化材料を使用することには、可動部品が不要で、バッテリーから余分なエネルギーを消費しないという利点があります。バッテリーパックの熱管理システムに使用される、高い相変化潜熱と熱伝導率を持つ相変化材料は、充電および放電中に放出される熱を効果的に吸収し、バッテリーの温度上昇を抑制し、バッテリーが正常な温度で動作することを保証します。これにより、高電流サイクル前後のバッテリー性能を安定させることができます。パラフィンに高い熱伝導率を持つ物質を添加して複合相変化材料を作ることで、材料全体の性能を向上させることができます。
上記３種類の熱管理形態の観点から見ると、相変化蓄熱熱管理は独自の利点を有しており、さらなる研究、産業開発、および応用に値する。
さらに、バッテリー設計と熱管理システム開発という2つのリンクの観点から、両者を戦略的な高みから有機的に組み合わせ、同期的に開発することで、バッテリーが車両全体の用途や開発によりよく適応できるようになり、車両全体のコストを削減し、用途の難易度と開発コストを低減し、プラットフォームアプリケーションを形成することで、新エネルギー車の開発サイクルを短縮し、さまざまな新エネルギー車の市場化の進捗を加速させることができる。
投稿日時：2023年4月27日
