电池热管理系统作为确保动力电池稳定运行、延长使用寿命、提升安全性的关键所在，其设计规范性的重要性不言而喻。
接下来，我们将从 PACK 项目开发流程的环节入手，深入探讨如何规范电池热管理的安全设计。
1、遵循项目开发设计流程
规范的设计流程是保障设计质量的关键，电池热管理设计严格遵循 PACK 项目开发流程，仅能够达成整车和电池系统的设计目标，更能有效识别并规避项目推进过程中的潜在风险。
在概念开发阶段，整理热管理系统和电芯的性能参数，初步计算热管理系统的基本参数，并根据 TGO 模型布置热管理概念方案，形成相应的技术要求、概念方案及评审报告。
到了 A样阶段，依据概念方案完成 FP 热管理方案设计，进行低温加热和高温大倍率充放电冷却的功能性热模拟分析，输出设计方案、BOM 及图纸、测试计划和仿真分析报告等。
B样阶段则开展功能性 DV 测试，进行多工况的热模拟分析和工况 DV 测试，根据测试结果对方案进行优化。
小批量生产阶段，解决试验中出现的问题，为批量生产做好准备，形成开发总结报告。
2、明确设计输入
规范的电池热管理设计，始于全面且准确的设计输入。
这其中涵盖了电池系统开发计划，明确各阶段时间节点、样车数量及技术路线，为项目推进提供清晰的时间表和路线图。
整车 VTS 的基本性能需求输入不可或缺，否者无法开展设计，输入必须包括充放电使用环境温度范围、整车设计验收工况，以及各工况下的充放电功率、充电时间要求，还有整车可提供的加热冷却功率等，这些数据描绘了电池系统在整车中的实际工作场景。
此外，整车与电池系统的接口要求，特别是液冷车型的液冷接口位置和标准，确保了系统间的有效连接。电池系统性能参数、电芯热物理参数，以及电池系统结构数据等，为热管理设计提供了电池自身的详细信息，是设计的重要依据。
3、满足参数要求
热管理系统的参数要求，直接关系到系统的性能和电池的使用寿命。
加热速率（TBD℃）不低于 TBD K/h，确保电池在低温环境下能快速升温至适宜工作温度。
系统电芯温差不超过 TBD K，避免因温差过大导致电池性能不一致。
电芯最高温度限制在不超过 TBD ℃，防止高温对电池造成损害。冷却效率和加热效率均不低于 TBD %，保证系统的高效运行。
3、合理选型主要元器件及布置
在主要元器件的选型和布置上，加热装置可采用加热板、PI加热膜、PTC、WTC 等形式，冷却装置可选用液冷板等。
布置时，要让热流方向与电芯高导热率方向一致，尽可能接触电芯的大面面积，以提高导热效率。同时，加热冷却装置不能承受过大压力，不能作为支撑部件，空间允许的情况下，可在装置和电芯或模组之间增加高导热率材料，提高导热均匀性和效率，并且装置须采用阻燃材料，保障系统的安全性。
4、准确计算主要参数
主要参数的准确计算，是设计的重要环节。通过特定公式计算加热功率、冷却功率和混合壁面导热系数等参数，为系统设计提供量化依据。
例如，加热功率的计算需要考虑电芯比热容、温升速率、加热效率因数和电芯总质量等因素，确保加热装置的功率满足电池在低温环境下的加热需求。
5、充分热仿真和DV/PV验证
热仿真在电池热管理设计中占据着极为关键的地位，是优化设计、保障系统性能的重要手段。在设计前期，借助 1D 仿真分析模型，能够对系统的整体热性能进行初步模拟，快速获取系统在不同工况下的温度分布、热传递过程等关键信息，为后续的详细设计提供方向指引。随着设计的深入，CFD 仿真分析网格模型发挥着重要作用，它可以更为精确地模拟电池模组及热管理系统内部的流场和温度场分布。通过对复杂三维结构和流体流动的细致模拟，发现潜在的散热不均、局部过热等问题，进而针对性地调整热管理系统的结构和布局。
在各个开发阶段，热仿真结果还可以与实际测试数据相互验证。在 A样 和 B样 阶段，通过对比仿真数据与功能性测试数据，能够评估热管理系统的设计是否达到预期目标，及时发现并修正设计缺陷，减少物理样机制作和测试的次数，降低研发成本，缩短开发周期。此外，利用热仿真技术，还能对不同的加热冷却策略进行模拟分析，找到最优的控制方案，提升系统的整体性能。
热管理系统的验证，不仅要对液冷板、管路、导热结构胶等零部件进行验证，还有对整个热管理和电池系统进行功能和可靠性验证。
6、把控设计输出
设计输出是设计成果的具体体现，需严格把控。
热管理系统技术要求明确了系统应达到的性能标准；设计方案则规划了系统的架构和布局。1D 和 CFD 仿真分析模型，通过模拟手段对系统性能进行预测和优化。热管理系统 BOM 及图纸，为系统的生产制造提供了详细的物料清单和设计图纸。
同时，系统性能和流场仿真分析报告，总结了仿真分析的结果，为设计决策提供数据支持。
热管理系统方案验证报告和开发总结报告，对整个设计过程进行回顾和总结，确保设计的合理性和有效性。
