广东工业大学张国庆教授：动力电池热管理和热安全发展动态

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CES Conference

由世界电动车协会、亚太电动车协会和中国电工技术学会共同主办、以“奔向智慧电动出行”为主题的“第三十四届世界电动车大会暨展览会（EVS34）”于2021年6月25—28日在南京盛大举行。会议特邀新能源汽车领域的院士和专家300余位做主题报告，共举办了86场学术会议和产业论坛。在征求与会演讲专家同意后，本号将陆续推送大会的部分专家报告，请各位读者持续关注。

张国庆，广东工业大学材料与能源学院，教授，博导。多年来一直致力于先进电池材料、动力电池热安全与热管理、先进储能及智能节能技术、光催化空气净化及水处理技术的研究及应用，拥有22年电动汽车等相关行业技术研发及产业化经验。本人承担科研项目50余项，包括国家国际科技合作专项、国家自然科学基金项目、广东省发改委重大专项等。发表学术论文130余篇，其中SCI论文80余篇，授权专利50多件（发明专利22件），多项专利得到转化。参与编制多件行业标准编写。主编了国内外第一本电池热管理领域专著。科研成果先后获广东省科学技术奖等多项奖励。与华为、碧桂园、长城汽车、欣旺达等建立产学研关系。

要点

团队项目“动力电池系统安全性关键技术及应用”获2020年广东省科学技术进步一等奖，团队围绕动力电池系统的“电芯—模组—电池包”三个安全环节进行研发，取得重大突破；

国产电芯无论是磷酸铁锂还是三元电池正极，应用过程中热管理都是必不可少的；

直接把电芯集成到箱体的技术，特斯拉称之为“structural battery”,国内称之为CTP（Cell to Chassis）。随着技术的发展，电池组装技术进一步集成简化，将电池和底盘一体化，称之为CTC（Cell to Chassis）。实现电池一体化底盘和嵌入式底盘的模式；

CTC是CTP的进化，重点在于系统集成和节省空间。但是两种方案都对电芯一致性要求更高。由于取消了模组，也取消了电芯发生热失控在模组级别的防护，同时相应的BMS采样和控制策略也需要进行更改。另外，一旦单个电芯发生故障，就会涉及到更换整个电池包，而不是之前只需更换某一个模组，维修成本会大幅增加；

团队2016年专利已提出适用于底盘一体化的电池热管理系统。本发明通过利用相变材料增加电芯的散热面积，实现电池温度的快速降温。同时，可通过外加翅片提高散热效率。而且扁平的地板设计，结构简单，拆卸方便；

采用EG改性的高导热蛇形板电池热管理系统，能够很好地适应电池模组的快充及快放过程，通过耦合风冷，能够在2C放电情况下，把电池最高温度控制在50摄氏度以下。

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