印度研究新方法给电池散热 有助于提升电池安全性与效率

盖世汽车讯 电池在现代社会中扮演着举足轻重的角色，是手机、电动汽车等各种电子设备的生命源泉。此外，电池在促进高效储能、配电以及在电网供电的地区供应电力等方面十分重要。不过，电池也有弱点，主要就是过热问题，即可充电电池在充放电过程中会产生热量，影响其性能。

据外媒报道，印度理工学院孟买分校（Indian Institute of Technology, Bombay，IIT Bombay）研发了一种新方法，可以更均匀、更高效地给电池组（如电动汽车电池组）中的多个电池去除热量，从而提升其效率和寿命。

采用新方法的电池组热管理示意图（图片来源：Ekta Singh Shrinet）

该校博士生Ekta Singh Shrinet表示：“所有电池都有一个最佳工作温度，过热会限制电池的性能。在最糟糕的情况下，会导致电池起火或爆炸。例如，锂离子在20至40摄氏度（68-104华氏度）的最佳温度范围内才能正常工作。”Ekta是电池温度管理研究小组的成员。

电动汽车采用电池热管理系统（BTMS）来监控电池温度，并让电池保持最佳运行温度。一般而言，电池通过循环液体（如水或者其他液体冷却剂）来进行降温，该液体通过金属管道或者通道穿过电池表面。冷却剂与电池的接触区域称为接触面，保持恒温。但是，当冷却剂从电池组中每个电池中吸收热量时，其自身温度也会一直升高，减少了后续从电池中带走的热量。为了连续从电池中带走相同量级的热量，必须增加接触面。

为了克服传统电池冷却的缺点，该研究团队提出了一种改进热传递的开创性方法。他们提出了一种“可变接触面积”的方法——通过调整冷却剂与电池接触的面积，而不是采用一刀切的方法来运送冷却剂。他们建议沿着冷却剂流动的方向增加“接触面积”，以确保从每个电池中排出相同量级的热量。

凭借该种设计，研究人员推断，每个电池中的热量会被均匀地排出，从而让整个电池组保持温度均匀。

为了验证其理论，研究人员对电池模组进行了计算机模拟。该模型包含24个圆柱形锂离子电池，平行排列，与电动汽车的电池组装类似。通过模拟不同的场景，让电池进行各种充放电循环，然后分析结果，发现电池之间的温度分布有显著的改善（本句缺主语）。该发现表明，与传统方法相比，电池模组内不同区域的最高温差减少了约70%，使用该系统进行冷却的电池的最高温度也变得较低。

有趣的是，研究人员发现，采用新系统的电池的重量比采用传统恒定接触面方法冷却的电池轻57.2%。重量减少是由于该电池模型缩小了冷却剂通道的尺寸，而不是采用常规大小。重量对电动汽车非常重要，因为较轻车辆的续航里程更长。由于该方法在实现温度降低和重量减轻所需的更改并不大，因此电动汽车制造工艺并不需要进行更改。

但是，这一简单的改变却可以显著改善电动汽车的性能，因为电池的效率得到提升，重量得到减轻。

研究人员认为，该新设计策略不仅在电动汽车行业有广泛应用，还将在太阳能存储和其他依赖具有多个电池的电池包的设备中具有广泛应用。该团队已经获得该发明的专利，将为设计更高效的热管理系统铺平道路，从而提升电池的安全性、效率和寿命。