电池包热管理安全-液冷板选型

电池液冷板作为电池热管理系统中的关键部件，在保障电池性能与安全方面扮演着核心角色。其工作机制是通过液冷板流道内冷却液的循环，将电池充放电过程中产生的热量高效转移至冷却装置，或是在低温环境下，将热量输送至电池，从而确保电池始终处于最适宜工作的温度区间。

一、电池包液冷板类型

目前，市场上常见的液冷板类型丰富多样，每种都有其独特的原理、优势与不足，主流主要有冲压式、挤压式、口琴管式

（一）冲压式：

图1 冲压式液冷板

采用铝合金板材作为主要材料，通过冲压的方式对液冷板中冷却液流道进行成型加工，凭借铝合金板材较好的延展性和强度，满足动力电池 CTP 技术路线中一体式设计、加工的需要，逐渐成为CTP、CTC 等技术路线中主流使用的液冷板产品。同时，采用冲压板的加工方式进一步提高了流道设计的自由度，进而提高了液冷板产成品的热交换效率和稳定性。

图2 冲压式液冷板工艺流程

（二）挤压式

采用铝合金型材为主要材料，通过挤压成型方式对液冷板流道进行加工，成品两面均为平整的平面，可同时与电芯接触，在提高散热接触面积方面有突出优势。

图3 挤压式液冷板

图4 挤压式液冷板工艺流程

（三）口琴管式

结构较为简单，便于加工，整体重量和加工成本偏低，在 CMP 技术路线上多有使用，但由于其与电芯的接触面积相对较小，随着动力电池能量密度的增加和散热要求地提高，在 CTP 等技术路线中的运用越来越少。

图5 口琴管式液冷板

图6 口琴管式液冷板工艺流程

（四）三种液冷板对比

以上信息来自纳百川招股说明书

（五）新型液冷板

麒麟电池的液冷板设计尤为引人注目。以理想 MEGA 搭载的麒麟 5C 电池热管理系统为例，其液冷板采用铝合金材质，具备良好的导热性、强度与耐腐蚀性 。在结构布局上，采用三明治夹心结构，将液冷板分散插入每排电芯中间，使每个电芯能够通过壳体大面区域和冷却液进行换热，换热面积相较于底部冷却方案提升 5 倍。

图7 理想MEGA麒麟电池

图8 理想MEGA麒麟电池液冷板

图9 理想MEGA麒麟电池液冷板管接头

二、液冷板选型的关键因素

（一）热性能因素

1.散热能力

散热能力是衡量液冷板性能的关键。流道设计影响冷却液分布，冲压式液冷板可以灵活设计流道，提升热流密度与换热量。材料的导热系数选择至关重要，铝合金导热性好且成本低，现在广泛应用。

2.均温性能

均温性能关乎电池一致性。电池充放电时，温度不均会导致单体参数出现差异，影响电池组性能与寿命。多流道设计能减少温度梯度，如挤压式液冷板流道利于均温。

（二）机械性能因素

1.强度与耐压性

液冷板在电池包内承受电芯挤压及冷却液压力。挤压式液冷板结构坚固，但流道壁厚不均时易在高压下损坏。冲压式液冷板靠钎焊连接，钎焊质量决定耐压性能。材料强度也影响其表现，高强度铝合金在这方面优势明显 。

2.振动与冲击耐受性

GB38031电池包振动试验冲击会影响液冷板。口琴管式液冷板焊接部位易因振动冲击松动。冲压式液冷板流道设计不合理会因应力集中产生疲劳裂纹。挤压式液冷板虽结构坚固，但连接部位缓冲设计不足也易受损。

（三）材料特性因素

1.导热材料选择

铝合金密度低、价格低、加工性好，导热系数 150 – 250W/(m・K)，可以满足常规散热需求。

2.耐腐蚀性能

冷却液长期使用会腐蚀液冷板，导致壁厚变薄、强度降低、甚至出现泄漏。铝合金液冷板常通过阳极氧化增强耐腐蚀性，但冷却液 pH 值异常或高温高湿环境会破坏氧化膜。

（四）成本因素

1.原材料成本

口琴管式液冷板用铝挤压材料，成本低；冲压式用铝合金板材，成本适中；挤压式对铝合金型材质量要求高，成本相对高；

2.加工成本

冲压工艺模具成本高，大规模生产可降单位成本。挤压工艺设备与模具投入大，工艺控制严格，成本高。焊接工艺成本因方法与质量要求而异，搅拌摩擦焊成本高，钎焊相对较低。复杂流道设计会提高加工成本，选型需综合考量性能与成本 。

（五）与电池包的适配性因素

1.尺寸与空间适配

电池包空间布局多样，对液冷板尺寸形状适配要求高。紧凑型电池包中，口琴管式液冷板因结构简单、体积小占优势。冲压式液冷板可定制流道，适应不同电池模组排列。挤压式液冷板与电芯接触面积大，但空间利用灵活性稍逊，如 CTP 技术电池包对液冷板适配性要求更高 。

2.集成度与安装便捷性

选型时需结合电池包生产工艺与安装要求，选集成度高、安装便捷的类型，以提高生产效率与可靠性 。