在推進綠色低碳轉型的新時代背景下，新能源汽車產銷量逐年攀升，新能源汽車已經成為降低汽車工業石油依賴和排氣污染的重要途徑。政府為推進新能源汽車工業，發布了一系列發展規劃、財政補貼和稅務鼓勵計劃，促進新能源汽車行業的發展。
在電動汽車快速發展過程中，熱失控問題越來越顯著，研究電動汽車電池熱管理技術對解決這一問題具有積極意義。電池組是電動汽車的主要儲能部件，由鋰電池組成，直接影響到電動車的性能。為了使電池組發揮最佳的性能和壽命，就需要優化電池包的結構，設計能夠適應高溫和低溫的電動汽車電池包熱管理系統BTMS。鋰離子電池熱管理系統冷卻技術的實質是通過冷卻媒介把電池內部的熱量傳遞到外界環境中，從而降低電池內部溫度的熱交換過程。根據冷卻介質的不同可分為：空氣冷卻散熱、液冷冷卻散熱、固體相變材料散熱和熱管冷卻散熱等方式，前三種是現有的主要散熱技術。空冷式散熱系統也稱風冷式散熱系統。這種散熱方式最簡單，只需讓空氣流經電池表面帶走動力電池所產生的熱量，達到對動力電池組散熱的目的。根據通風措施（有無風扇等外部設備）的不同，空冷式又細分為：自然對流散熱與強制通風散熱，主要利用電池傳熱機理中的對流換熱原理。不依靠外部附加的強制通風措施（如加風機等），只是通過電池包內部流體自身因溫度變化而產生的氣流進行冷卻散熱的系統。在自然對流散熱基礎上加了相應的強制通風技術的散熱系統。根據按電池排列方式，空氣冷卻系統結構可分為串聯式、并聯式系統。但該種方式效果較差，且很難達到較高的電池均溫性。空氣冷卻系統的結構設計簡單，成本低，但是其散熱效果不明顯，動力電池難以維持在正常溫度范圍內工作。通過改變電池的排列方式、風道、電池間距和風速等設計優化空氣冷卻系統，可以使電池熱管理系統達到更好的散熱效果。該系統是指制冷劑以直接或間接地接觸動力電池，利用對流換熱原理，通過液態流體的循環流動把電池包內產生的熱量帶走，從而達到散熱效果的一種散熱系統。擁有較高的導熱率，有較好的散熱效果，可以是水、水和乙二醇的混合物、礦物質油和R134a等，當前動力電池的液冷技術擁有成熟的技術，在電動汽車的散熱系統中得到廣泛應用，比如，特斯拉電池包就是采用水和乙二醇的混合物的液冷方式散熱，寶馬i3采用R134a進行散熱。以冷卻液是否接觸電池組可分為直接冷卻、間接冷卻。液體比空氣的對流換熱系數大，散熱效果更好， 但結構復雜，密封條件要求高，設計維護成本相對較高。液體冷卻技術中，結構設計主要有流道結構設計、冷卻板布置形式設計。液冷式系統往往要求更復雜、更嚴苛的結構設計，以防止液態制冷劑的泄漏，并保證電池包內電池單體之間的均勻性。但是其復雜結構也使得整套散熱系統十分笨重，即增加了整車重量，又使得維護和保養相對困難，維護成本也相應增加。相變材料式散熱系統是以相變材料作為傳熱介質，利 用其在相變反應過程中物理狀態發生變化吸收（或釋放）電池的熱量，這種冷卻技術溫控效果和均溫能力較好，但是材料價格昂貴。相變材料在液態、固態、汽態之間轉變時會吸收（或釋放）大量的熱，溫度基本保持不變 。相變材料導熱和吸熱性能顯著，當電池組內部某個單體電池溫度超過正常工作溫度范圍時，其熱量能夠迅速傳遞，使單體電池間溫度基本一致。為了改變材料缺陷，會向相變材料中填充些金屬材料，例如將很薄的鋁板填充到相變材料中，以達到提高熱導率的目的。為提高相變材料的熱導率，還有人填充碳纖維、碳納米管等。熱管作為一種高效的導熱原件，能夠快速高效地把熱能從一個地方輸送到另一個地方，也就是能夠把熱量快速有效地在兩個物體間進行傳輸。在電動汽車的熱管理系統中，國內外很多學者也把熱管這一導熱原件應用到動力電池的散熱中。與傳統的強制對流散熱系統相比，在引入熱管的散熱系統中，動力電池不僅能維持在正常工作的溫度范圍內，而且各電池單體之間也能夠保持溫度的均勻性，這是強制冷卻散熱系統所不能達到的效果。但其質量和體積過大，存在換熱極限。鋰離子動力電池在低溫環境下工作時會影響其使用性能，通過電池加熱技術可以提升電池的性能。為了使電池適應低溫環境的加熱方式，加熱系統主要由加熱元件和電路組成，其中加熱元件是最重要的部分。常見的加熱元件有：可變電阻加熱元件（PTC，positive temperature coefficient）、恒定電阻加熱元件，通常由金屬加熱絲組成的加熱膜，如硅膠加熱膜、撓性電加熱膜等。可變電阻加熱元件（PTC）被廣泛使用是因其具有的有利因素：成本較低、使用安全、熱轉換效率高、升溫迅速、無明火、自動恒溫。但是也有缺點：加熱件體積較大，會占據電池系統內部較大的空間。絕緣撓性電加熱膜的優勢：可根據工件的任意形狀彎曲，確保與工件緊密接觸，保證最大的熱能傳遞。硅膠加熱膜是具有柔軟性的薄形面發熱體，缺點是需要與被加熱物體完全密切接觸，安全性能上要比可變電阻加熱元件PTC差。通過內阻發熱，結構簡單，不需要添加額外的組件。從安全性考慮，外部加熱法更加安全， 但結構復雜、能耗高、溫度分布不均勻。在電流條件最優時，較短時間內電池溫度可上升 25 ℃左右，且多次加熱電池容量不發生損耗。是在動力電池外部添加高溫氣體 / 液體、電加熱膜、相變材料、熱管，利用珀爾帖效應實現熱量由外向內傳遞的加熱形式。具體方法有：循環高溫氣體加熱、循環高溫液體加熱、內置加熱板或加熱膜、填充相變材料或化學反應產熱材料加熱、珀爾帖效應加熱 、熱管加熱。但是，低溫交流充電加熱策略存在不可逆的過充風險，而利用外部加熱法雖然可以避免不可逆過充風險，但加熱效率低、增加能耗。因此內部加熱法和外部加熱法都面臨著各種難題。從國家對電動汽車扶持方向來看，電動汽車電池包熱管理系統必然朝著輕量化，高比能和高均溫性方面發展。另外，我國電動汽車保有量影響萬，產生大量廢舊動力電池，這為動力電池的拆解回收帶來大量工作。因此，在設計電動汽車電池包熱管理系統時，應考慮到電池包易拆解，無附加污染，實現電池包熱管理系統的綠色環保。（1）電動汽車的風冷散熱系統不能滿足汽車在多種工況下的散熱要求，可利用風冷散熱結構設計簡單的優點，耦合其他冷卻方式以提高熱管理系統的散熱能力；（2）熱管和液冷耦合的熱管理系統具有巨大的發展潛力！液體冷卻對結構的密封性能要求高、制造成本高。要改變冷卻板材料、位置、冷卻液的選擇、管道形狀與布置形式等都能提高液冷熱管理系統的性能。（3）相比單一相變材料，采用復合相變材料的電池熱管理系統的散熱性能更好。為增強相變材料散熱系統的散熱能力，相變材料可以耦合其他冷卻方式，以提高熱管理的控溫和均溫能力。對相變材料熱管理系統研究較多的是相變材料的選擇研究，但是相變材料的成本較高，所以相變材料和其他冷卻方式耦合的研究更具長遠意義；（4）動力電池熱管理系統采用熱管技術時， 由于單個熱管換熱面積較小，要達到理想的散熱效果需要使用較多的熱管，但目前研究的熱管材料成本高，因此可以研究熱管耦合其他冷卻方式或材料來提高散熱效果；（5）解決內部加熱和外部加熱技術面臨的難題：一是針對內部加熱技術，可通過深入研究電流控制策略來提高電池加熱速率和安全性；二是針對外部加熱技術，可加強相變材料與其他冷卻方式（集冷卻和加熱于一體）的耦合研究。相比外部加熱技術，內部加熱技術結構簡單，加熱速度快，溫度均勻性好，但內部加熱的控制機理較復雜和安全性較低限制了其在電池低溫加熱中的應用。外部加熱技術已應用于實際中，但加熱效率較低，增加電池的能耗，使電池壽命進一步衰減。新能源汽車的高速發展，帶來了更多的零部件配套機遇。國內企業近幾年積極布局新能源熱管理領域，獲得了造車新勢力、國內外主機廠等新能源車企的熱管理產品訂單，實現了新能源汽車核心技術能力的向上突破，如三花智控、銀輪股份、奧特佳、拓普集團等。來源：佐思汽研《2022年新能源汽車熱管理系統行業研究報告》
各系統零部件市場和技術趨勢
熱泵空調系統
熱泵系統是新能源汽車熱管理明確的發展方向，它可以實現新能源汽車綜合能源的利用，未來熱泵系統將往熱泵集成化、模塊化模式發展。制冷劑技術路線
隨著環保政策的穩步推進，R-134a制冷劑被取代已成為必然的發展趨勢。因目前R-1234yf已被這美國杜邦和霍尼韋爾公司申請了生產工藝專利使用該技術需付費！但是在環保性以及熱泵性能以外，從安全性角度來看，R-1234yf具有中度可燃性，而CO(2)不具可燃性，因此CO(2)系統的安全性相對更高。德系戴姆勒、大眾和寶馬等公司主要采用CO(2)制冷劑。所以在選擇R-1234yf或CO(2)作為制冷劑在各個車企之間出現一定分化。電動壓縮機
現在所有的汽車空調壓縮機企業都在積極向電動壓縮機方向轉型。由于電動壓縮機屬相對的新生部件，大部分參與者在同一起跑線上，隨著市場需求的增加，電動壓縮機產能較為緊張，讓市場供不應求。熱管理行業市場空間的增大，讓電動壓縮機行業涌入大量新晉企業，主要包括傳統白電企業和新能源汽車廠商等。在國內空調企業中，還未有很強勢的品牌在汽車空調、空調壓縮機等方面有很好的表現。主機廠的熱管理系統技術架構和趨勢
汽車熱管理系統就是控制整車的熱量，保證車內人員、電機、電池及其他部件等都在合適的溫度環境內。而新能源汽車對熱管理要求更高，成本大約是燃油車的三倍以上，不僅新增了電池熱管理系統，還帶來產品的替換和升級。同時新能源汽車部件對溫度更加敏感，所以對零部件要求更高，對各部件直接協調工作要求更細致。在這種情況下，新能源汽車主機廠紛紛推出獨有的熱管理系統方案，主導熱管理解決方案的開發，定制化特征顯著。新能源車熱管理在傳感器技術應用
新能源車熱管理與傳感器應用營銷管理
新能源車熱管理在投融資應用
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特普生：
· 國內極少數擁有NTC芯片（0.6mm封裝技術）設計能力先進制造業
· 國內極少數擁有全尺寸全自動單端玻封機、單端熱敏電阻測試機
· 國內獨家雙溫度點（B 值）二極管式熱敏電阻測試機，實現醫用和軍用0.3%精度
· 發明專利5項、實用新型 百項、保留不公開技術2項
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特普生，成立于2011年，是國家高新技術、專精特新企業。主要研制NTC芯片、熱敏電阻、溫度傳感器、儲能線束、儲能CCS集成采集母排、儲能模組鋁巴等溫度采集產品系列。一體化研制、一致性品質的特普生，競爭力優勢明顯：自主研制NTC芯片核心技術及實現醫用0.3%精度；專利百項，保留不公開技術2項；為全球新能源產品、大消費品與工業品提供了定制化的溫度采集技術。
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