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液冷板传热热阻的计算方法|一文了解电池热管理设计中的热阻

1年前浏览904

电池包热管理设计会遇到接触热阻和导热热阻

导热热阻:指热量在电池包内部以及从电池包向外部散热结构传递过程中遇到的阻碍

电池内部热阻

    • 电池内部的各种材料,如电极、电解质、隔膜等,都具有一定的热阻。这些材料的导热性能不同,会影响热量在电池内部的传递。

    • 例如,电极材料的导热系数较低,可能会导致热量在电极内部积聚,增加电池内部的热阻。电解质的热阻也会影响电池的散热性能,特别是在高倍率充放电时,电解质的温度升高较快,热阻也会相应增加。

散热结构的热阻

    • 液冷散热,液冷板本身也有热阻

    • 风冷通常由散热片、热管、风扇等组成,这些部件本身也具有一定的热阻

接触热阻:指热量在不同的物体间的界面间传递过程中遇到的阻力

电池与散热片接触热阻:

    • 电池表面与散热片之间的接触并非完全理想,存在一定的接触热阻。这主要是由于表面粗糙度、接触压力等因素引起的。

    • 如果接触表面不够平整,实际接触面积会减小,导致接触热阻增大。通过增加接触压力、使用导热界面材料等方法可以降低接触热阻。

可以通过以下方法减小电池包的接触热阻:

    • 改善接触表面质量:接触表面进行精密加工,减小表面粗糙度

    • 增加接触压力:可以通过施加机械外力,增加接触压力


      对于一个流体循环冷却回路而言,冷板只是将器件中的热量带到流体中,最终还是要通过一个换热器将热量排放到冷源(如空气或水)中去。如下图的冷却回路所示,风扇所在的位置便是最终的冷源。

记住:我们把直接与器件在一起的叫做散热器,而把与最终冷源在一起的叫做换热器。

图来源:同上

在这样的一个热量传递的链路中,受到更多关注的非冷板莫属。无数的论文专利,无数的研发打样,都在追求性能更优异的冷板——热阻更低、流阻更小。

既然要PK其他的冷板,就要有一个比试的规则:流阻顾名思义就是冷板前后的压降,而热阻的定义就稍微有点讲究。

      这里,规定了冷却液的入口温度作为对比的基准。然而这里隐含了一个漏洞(我们更应该从系统的角度出发,考虑的应是水冷板表面温度与最终冷源温度之差)。

      另外,水冷板的本质是换热器的简化版,有些技术资料用类似换热器效率定义的方法来定义水冷板的效率;水冷板热阻=(冷却液进出口温差)/(冷板表面最高温度-冷却液进口温度)



来源:LEVEL电池热管理技术
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首次发布时间:2025-08-24
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LEVEL水平线仿真
硕士 | 热管理工程师 公众号LEVEL电池热管理技术
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