目前研究的电动汽车移动式充电方式都有哪些？有哪些优缺点？
关于这个技术难点的话题，我们先谈温度对汽车电池的影响，再来研究电池热管理系统的技术难点 由于温度对电池的性能影响非常大， 一般温度的影响： 1.电池容量的衰减：电池温度越高，锂电池的容量衰减越快，针对温度的测试，在37 ℃和55 ℃的情况下，充放电循环100次1/3C，容量分别衰减40%和70%。 2.电池的热失控：锂电池在充放电过程中，产生的热量会聚集在电池内部无法散出，导致温度和化学反应失控，SEI膜分解导致隔膜融化，正负极短路，温度急剧升高，导致电池燃烧/爆炸。 3.电池的低温特性：当电池温度低于于-20 ℃时，锂电池的容量衰减非常明显。低温循环下，不良的电荷转移，会引起锂在负极的析出 / 积聚 / 锂枝晶的行车，一般导致容量损失，严重会刺破隔膜造成短路。 由于温度对电池的影响如此之大，那目前汽车热管理的技术难点也将与其相关： a).如何保证电池在适宜的温度区间工作？ b).如何保证电池模组之间的均温性？ 通常新能源汽车的电池为锂离子电池，其最佳温度区间为10～40℃，其最佳工作温度区间为-20～45℃，其能够承受温度区间为-40℃～60℃。当温度在10～40℃温度区间内的时候，其电化学特性表现最好，所以尽量保证锂电池的这个工作温度区。如果温度在-20～45℃内，锂离子电池的寿命会衰减较小，虽然仍能够正常工作。当温度在-20～-40 ℃内时，会导致电解液凝固并阻碍锂离子的流动，提高阻抗的数值，那么电池容量会明显下降，这就是为什么新能源车在冬天，特别是北方的时候，电池续航衰减厉害的原因。如果温度超过60 ℃时候，锂离子的化学特性逐渐不稳定，电池内部的有害化学反应速率较高到甚至会破坏电池，那么严重时会发生事故。 下面展示一下锂电池在在0℃、10℃、25℃和 40℃下以 1C 倍率恒流放电的电压曲线，在 25℃和 40℃时电池放出的电量略高于标称的 50Ah，在电池损失的电量很少，其放电量接近电池的标称容量。当温度降到了 10℃左右，电池的电量减少 1.5Ah，但在温度降到 0℃左右，电池仅能放出约 90%左右的电量。然而若电池长时间工作在较高温度下，电池内部析出气体增多，进而导致电池鼓胀，影响电池的使用寿命。 保证电池的均温性对新能源汽车至关重要，其可以保证电池的最佳表现，良好续航能力。一般单体电池间的温差应该小于5℃-8℃ 那电池厂商为了保证电池单体之间的均温性，在汽车的不同车况下，必须通过对电池的加热与冷却，才能保证电池的正常温差，一般通过电池热管理技保证电池的加热和冷却功能。 那在保证温度均温性之前，我们必须得到电池温度检测的准确信息。 因为单体电芯结构和布置的不同，其温度采集位置也是完全不同的，那温度采集点的布置成为关键点。还有一种方法是多布温度采集点，但会增加电池包的负担，其会影响电池能量密度和系统功率 通常在电芯上布置温度传感器，它会连接导线到BMU里面的测温电路中，对电池温度进行实时监测。 目前主流的克服电池热管理的技术方案：电池模组空冷方案 / 电池模组液冷方案 / 电池模组相变材料冷却 电池组的空气冷方式，它通过流动的空气将热量带走，或者带来热量，对电池模组进行降温或者升温，确保电池模组在安全的温度范围内运行和工作。目前空气冷却方案的热管理实现方式：设计风扇 / 电池排布 / 空气流经路径 / 交替通风。 串行风冷的方案就简单一些，它按照散热的需求来确定送风装置的分布位置情况，对模组尺寸的包容性更友好，但是它的缺陷是比较容易造成温度分布的不均匀。有专家设计了一种新方案，通过增加散热孔的电池模组来强制空冷散热方案，对比三种典型阵列的电池组的散热情况，且针对不同的进口空气温度，还结合进口风速对电池模组的冷却效果一起分析，验证并排的模组降温效果较棒，它的温度均匀性最出色，第二名才是交叉错排和对齐错排。这种分层空气冷却方案，很好的将空气的域划分为上和下两个部分，也设置异侧的空气进出口。有专家通过仿真的验证方法，将它与未分层的方案对比，新方案中的电池温度，其均匀性提高比例较大，并降低电池组的最高温度与最大温度差异，其中最大平均温度差异仅仅减小了 1.1℃。通过在电池进口处增加了整流栅格的方法，并进行反向分层气流的改善，其降低电池进口处温度的不稳定性，平均温度竟然降低了 2.7℃，专家其他的结构优化方案：改变电池间距 / 空气域层数 / 增加扰流片的数量/ 空气流速  。 并行空冷方案的电池冷却的效果更优秀，可确保电池温度的均匀性，但是弊端是并行风冷送风口的设计，安排在电池轴向的方向，提高对送风口的布置与模组尺寸的要求。行业内专家又设计了纵向气流的强制空冷方案，通过仿真验证这种空冷方案竟可显著降低电池组的最高温度，最终提出了基于并排风冷分布式的风冷方案，可以把模组最高温度较大的降低，有效改善温度均匀性。 液体冷却一般具有较高的传热系数，它可带走电池模组非常多的热量，这样液体介质可以同时循环利用，将成本一起降低了。而且其高效率和低能耗，目前液冷成为电动汽车热管理系统的最佳的方案。 行业内的专家也提出了一种新型的三曲面导热管通液体的方式来冷却电池，其弧形面增大单个电池的冷却面积，且提高了冷却效率。且针对并联的电池模组的液体冷却系统，通过设计系统的进口和出口方向，使并联通道间流量进行均匀化，电池模组最低温差竟然可降到 3.604K。对圆柱形锂离子电池，还有一种基于半螺旋管的液体冷却方法，行业内人员通过仿真的分析，发现螺距/螺旋管数量的改善对电池冷却性能的影响不明显，但是上端 3个进口/ 2 个出口时，电池温差最小达到 4.6K，验证改变流动方向竟可改善电池轴向温度的不均匀性，除此以外，大直径的螺旋管也增强液体与电池壁面的换热效率，加速降低电池的温差。 行业内还有专家利用空调制冷剂冷却电池组，其研究了改变制冷剂流动方向对模组冷却效果的影响，这种系统可以自动控制整体模组温度，当外界的极端环境温度在 40℃下，它可以将电池模组的温度控制在 35℃以下，且模组温差可保证在 1.5℃范围内，当制冷剂回路的进出口处于同侧时，冷却剂可对电池冷却两次，模组温差小于进出口在两侧时的温差。 PCM 相变材料是新型 BTMS 的最理想选择。由于利用其高潜热，PCM 可以吸收大量的热量产生的电池，而不改自身材料温度。基于 PCM 的 BTMS 可以控制电池组在理想的温度范围内工作，还可以保持所有电池内部的温度均匀性。石蜡因其潜热大 / 无毒 / 价格低廉 / 导热系数低/ 形状稳定性差等优势，作为 PCM 应用最广泛的材料。为了将相变材料的导热系数提高，行业内尝试已经将石墨 / 泡沫金属 / 碳纤维 等导热增强材料和石蜡基体混合，一起合成各种复合相变材料。利用化学气相沉积技术开发了石墨烯涂层泡沫镍，其导热系数提高了 23 倍，而且潜热和比热均降低了 30%，在 0.5C 放电速率下，电池表面温度较泡沫镍降低 17%。而且加入 EG 后，电池的热管理性能还可以明显提高，改善了 CPCM 的导热性。 液冷是目前的最优选方案，其中宝马i3 / 特斯拉 / 通用Volt / 吉利帝豪EV等车型均采用液冷技术，但各自液冷的排列方式不同。 特斯拉的车具有一套专门的液体循环温度管理系统，其包裹每一节单体电池，冷却液由50%的水和50%的乙二醇混合而成的绿色液体，其不断地在管道中流动直到从车辆头部的热交换器散发出去，以此方法来保证电池温度的均衡，预防电池局部温度过高导致电池性能下降。 特别的是，特斯拉的电池热管理系统，竟然能将电池组间的温度控制在±2℃以内，这样温度控制可以有效延长电池的使用寿命。 下面为特斯拉的液冷却系统的构造，其中蛇形管道带走热量。 目前特斯拉还将要推出一种全新内部结构，其为蜂窝状的电池包，电池包内很多孔，每个孔可容纳4680电芯。但是电芯间用某种环氧树脂填充，材质与特斯拉Model 3电池包相似。肉眼可以看出电池包边缘的循环管道，同样是液冷方案，其单元格共有960个孔洞，布局为24*40。 电池的热管理系统，轻者涉及电池寿命和续航里程，重则威胁消费者的生命安全， 这是汽车行业的一道红线，再大的技术难点都必须攻克，不论是通过风冷却方案 / 液冷却方案 / 相变材料冷却方案 /电池结构方案的优化，都必须将电池的工作温度和均温性保证在安全范围之内。 相信技术技术会越来越成熟。 有关电池热管理系统的概念 / 意义 / 预防措施： 关于发动机可变气门控制技术： 关于新能源汽车的无线充电技术： 我是 @小杰仔，一名汽车研发工程师，一名手机科技爱好者，如有帮助，请点赞/关注支持。