強(qiáng)制風(fēng)冷鋰離子電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究綜述

汪鵬偉

（重慶交通大學(xué) 機(jī)電與車(chē)輛工程學(xué)院，重慶 400074）

主題詞：電動(dòng)汽車(chē) 鋰離子電池 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng) 強(qiáng)制空冷

縮略語(yǔ)

BTMS Battery Thermal Management System

BEV Battery Electric Vehicle

PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle

HEV Hybrid Electric Vehicle

EREV Extended-Range Electric Vehicles

FCV Fuel Cell Electric Vehicle

PCM Phase Change Material

CFD Computational Fluid Dynamics

1 前言

近年來(lái)，全球?qū)茉吹拇罅肯囊l(fā)了一系列諸如環(huán)境惡化、資源短缺等重大問(wèn)題[1]。期間，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化加速，由化石能源消耗所導(dǎo)致的城市污染問(wèn)題逐漸制約我國(guó)各類(lèi)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展[2]。然而，也正是這些問(wèn)題的出現(xiàn)，為電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展提供了巨大動(dòng)力。由成百上千鋰離子電池單體（電芯）經(jīng)串并聯(lián)集成的鋰離子動(dòng)力電池組作為電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)源與3大核心部件之一，由于具有高比功率和能量密度、輕質(zhì)量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、低自放電率以及低維護(hù)成本[3-4]等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于續(xù)駛里程要求不斷提高的電動(dòng)汽車(chē)（包括純電動(dòng)汽車(chē)BEV、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)HEV、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)PHEV[5]，增程式電動(dòng)汽車(chē)EREV以及燃料電池電動(dòng)汽車(chē)FCV[6]）。然而，由于鋰離子電池固有的電化學(xué)性質(zhì)，其在快速充電和高強(qiáng)度放電過(guò)程中極易積聚大量熱量，使得其性能?chē)?yán)重受制于工作溫度。鋰離子電池的理想工作溫度為20～40 ℃[7-8]，且電池組中各單體電池間最大溫差一般不應(yīng)超過(guò)5 ℃[9-10]。當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí)，電池放電會(huì)加速，進(jìn)而引發(fā)電極退化、電容降低甚至過(guò)熱、起火、爆炸等一系列危險(xiǎn)[11]；當(dāng)電池溫度過(guò)低時(shí)，其可用容量與充放電電壓會(huì)迅速降低。因此，設(shè)計(jì)并優(yōu)化出高效的BTMS 以此將電池組的溫度和溫差控制在狹窄的范圍內(nèi)是目前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，本文也由此問(wèn)題對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了綜述分析。

2 概述不同冷卻方式的BTMS

BTMS通過(guò)分析溫度對(duì)鋰離子電池單體或鋰離子電池組工作性能的敏感度，同時(shí)考慮鋰離子電池單體的生熱機(jī)理和最佳工作溫度區(qū)間，基于流體力學(xué)與熱力學(xué)理論知識(shí)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)仿真以及試驗(yàn)驗(yàn)證，建立在流體力學(xué)、傳熱學(xué)、控制學(xué)、仿生學(xué)、材料學(xué)以及電化學(xué)眾多學(xué)科的基礎(chǔ)上，為解決電池組在不同工況下運(yùn)行而產(chǎn)生的熱不均、熱失效及熱失控問(wèn)題，最終能夠?qū)崿F(xiàn)提升電池組整體性能的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于BTMS 的設(shè)計(jì)重心主要集中在選擇冷卻方式、設(shè)計(jì)冷卻回路和冷卻介質(zhì)流動(dòng)通道，以及簡(jiǎn)化整體的結(jié)構(gòu)和降低重量等方面。電池包件散熱的熱管理技術(shù)有很多，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，可以分為空氣冷卻[12-13]、液體冷卻[14-15]、相變材料（PCM）冷卻[16-17]、熱管冷卻[18-19]以及多種方式組合冷卻[20-21]。基于這些冷卻方式，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量研究。Shahid等人[22]在電池組軸向通風(fēng)的基礎(chǔ)上分別在不同側(cè)設(shè)置增壓室作為二次進(jìn)氣口，通過(guò)改變?cè)鰤菏曳轿粊?lái)改變氣流路徑，進(jìn)而改善電池組的溫均性；Tang等人[23]采用數(shù)值模擬分析了位于矩形電池組2側(cè)及底部的鋁制微通道冷板的冷卻性能，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模型的可靠性；Li 等人[24]在保證圓柱形鋰電池（組）有效散熱的前提下，通過(guò)減輕相變材料的質(zhì)量來(lái)優(yōu)化熱管理系統(tǒng)；Wang等人[25]設(shè)計(jì)了一種基于熱管的熱管理系統(tǒng)，結(jié)合正交試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析了導(dǎo)電元件高度、導(dǎo)電元件與電池的圓周角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)熱管理系統(tǒng)的影響；Ji?ang 等人[8]提出了一種在電池與相變材料之間夾設(shè)熱管的冷卻系統(tǒng)，并通過(guò)試驗(yàn)分析了充放電過(guò)程中電池、PCM及熱管的溫度響應(yīng)情況。如圖1展示了不同冷卻方式的BTMS示意圖。

以上5種熱管理方式中，液體冷卻存在部件多、成本高及可靠性差等問(wèn)題[26]；PCM冷卻因材料固化時(shí)的反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法持續(xù)為電池散熱[5]；熱管冷卻因其被動(dòng)冷卻的機(jī)制很難主動(dòng)控制溫度變化，且存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高等問(wèn)題[27]。而相比之下，空氣冷卻因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究[28]，并應(yīng)用于各種電池模塊中，這也正是本文重點(diǎn)綜述強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS的原因所在。關(guān)于BTMS不同冷卻方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 BTMS的不同冷卻方式對(duì)比

3 強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS研究

盡管基于空氣的熱管理方式已無(wú)法滿足快速充電等新技術(shù)下的散熱需求，但其作為車(chē)輛最依賴的散熱方式，因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣的顯著特性以及擁有其它散熱方式無(wú)法比擬的穩(wěn)定性而仍然值得進(jìn)一步研究。一方面，基于強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù)的BTMS 是解決電池組內(nèi)部發(fā)熱問(wèn)題的最簡(jiǎn)單方法，并且在電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部設(shè)計(jì)空間緊張時(shí)提供了一種可行的解決方案；另一方面，風(fēng)冷熱管理技術(shù)是其它冷卻技術(shù)的基礎(chǔ)，且很多時(shí)候其它冷卻技術(shù)都需要風(fēng)冷技術(shù)來(lái)配合使用。

從目前發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS 的應(yīng)用局限性愈發(fā)明顯，但從實(shí)際使用效果來(lái)看，其仍適用于一些主打性價(jià)比、電池能量密度不大或是配備小容量磷酸鐵鋰電池的純電動(dòng)汽車(chē)或者一些油電混合動(dòng)力汽車(chē)。對(duì)于此類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)，由于電池產(chǎn)熱不大，強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS足以維持系統(tǒng)的熱平衡。比如目前常見(jiàn)的采用強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS 的車(chē)型包括豐田普銳斯、日產(chǎn)聆風(fēng)、起亞Soul EV、上汽榮威MARVEL X等等。對(duì)于基于空氣的BTMS，關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路在于構(gòu)造合理的結(jié)構(gòu)使得冷卻氣流能夠均勻地分布在系統(tǒng)內(nèi)，從而達(dá)到快速降低電池溫度，并有效改善電池組溫均性的目的。針對(duì)近年來(lái)有關(guān)風(fēng)冷BTMS 的研究，本文將從研究較多的氣流流型、電池排布、電池間距、冷卻空氣流向以及受控變量這5個(gè)方面進(jìn)行綜述分析。

3.1 不同氣流流型研究

3.1.1 基于串聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS

在傳統(tǒng)的空氣冷卻中，人們大量研究了基于串聯(lián)流型的空氣冷卻結(jié)構(gòu)對(duì)電池組熱性能的影響。在此串聯(lián)冷卻中，從入口至出口電池溫度成梯次升高。例如，Yang等人[29]在串聯(lián)流型的空氣冷卻中建立了一個(gè)10 × 6 排 列 的 電 池 組 熱 模 型 ，利 用 COMSOL Multiphysics 4.2開(kāi)發(fā)和求解了二維共軛傳熱模型與一維電化學(xué)模型的耦合，并在類(lèi)似冷卻結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了單個(gè)電池的性能，驗(yàn)證了數(shù)值模型的可靠性。此外，通過(guò)比較BTMS 的對(duì)齊與交錯(cuò)電池排列，在25 ℃入口溫度、0.013 26 m3/s進(jìn)氣流量以及2 C放電的條件下研究了電池組中電池間橫向與縱向間距對(duì)BTMS冷卻性能的影響。結(jié)果表明交錯(cuò)排列的最大溫升與縱向間距成正比，而對(duì)齊排列的最大溫升與縱向間距成反比，橫向間距增大時(shí)2 種排列的冷卻性能均變差。最后權(quán)衡最大溫升、溫均性及系統(tǒng)功率，在對(duì)齊排列的BTMS中找到了橫、縱間距的最佳組合。Erb等人[30]預(yù)測(cè)了在串聯(lián)冷卻結(jié)構(gòu)中圓柱形鋰離子電池的尺寸大小對(duì)電池組（采用對(duì)齊排列方式）空氣冷卻成本的影響，結(jié)果表明不合適的電池尺寸將導(dǎo)致系統(tǒng)的冷卻成本增加1倍或3 倍，同時(shí)，對(duì)于給定的組件要求，可以找到一個(gè)使冷卻成本最小化的單元尺寸，只要滿足必要的假設(shè)條件，所提出的分析方法可以有效地預(yù)測(cè)串聯(lián)流中圓柱電池的最小成本電池單體尺寸。此外，Yang等人[31]設(shè)計(jì)了一種軸流式的熱模型，也是串聯(lián)風(fēng)冷的一種常見(jiàn)形式，并研究了電池徑向間距的影響，他們發(fā)現(xiàn)徑向間距對(duì)空冷系統(tǒng)的冷卻性能和功耗有顯著影響。Qian等人[32]利用電池組的最高溫度與最大溫差訓(xùn)練了對(duì)應(yīng)的貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并以此模型優(yōu)化了串聯(lián)流風(fēng)冷電池組的電池間距，最終電池組的冷卻性能得到明顯改善，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 基于串聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS[32]

3.1.2 基于并聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS

由于空氣比熱容低的致命缺陷，基于串聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS很難從根本上解決電池組的溫度均勻性問(wèn)題。鑒于此，Pesaran[33]引入了基于并聯(lián)冷卻結(jié)構(gòu)的風(fēng)冷BTMS，并與串聯(lián)方式進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)并聯(lián)冷卻的溫差明顯小于串聯(lián)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。這為提高電池組的溫度均勻性開(kāi)辟了新途徑。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)文獻(xiàn)開(kāi)發(fā)了3種高效的風(fēng)冷BTMS，即Z型、U型和J型系統(tǒng)，并基于此進(jìn)行了多方面的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，以求能夠最大限度地改善系統(tǒng)的溫度均勻性以及降低系統(tǒng)的最高溫度。

圖3 基于并聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS[33]

在并聯(lián)風(fēng)冷中，增壓室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以起到導(dǎo)流的作用，從而影響冷卻氣流的流動(dòng)。例如，Liu 等人[34]開(kāi)發(fā)了一種用于快速估算氣流速度分布的流動(dòng)阻力網(wǎng)絡(luò)模型，以此分析帶有楔形增壓室的并聯(lián)風(fēng)冷電池組中增壓室板角的影響，結(jié)果表明較大的增壓室板角可以有效改善氣流和溫度的分布均勻性。之后，Chen等人[35]沿用了流動(dòng)阻力網(wǎng)絡(luò)模型，并結(jié)合牛頓法優(yōu)化了Z 型并聯(lián)風(fēng)冷系統(tǒng)中入口發(fā)散室和出口收斂室的寬度，優(yōu)化后系統(tǒng)的溫差最大降低了45%。Xie等人[36]結(jié)合單因素分析和多因素正交試驗(yàn)優(yōu)化了U 型電池組的進(jìn)出口角度和氣流通道的寬度，結(jié)果顯示優(yōu)化后系統(tǒng)的冷卻性能明顯提高。Liu 等人[37]設(shè)計(jì)了一種由Z 型和U 型結(jié)構(gòu)疊加而成的J 型BTMS，通過(guò)優(yōu)化進(jìn)出歧管尺寸證實(shí)了不同工況下的J型并聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)的冷卻要求。

總的來(lái)說(shuō)，基于并聯(lián)流型的強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS 無(wú)論從降低電池溫度還是改善系統(tǒng)溫均性方面均不同程度地優(yōu)于串聯(lián)流型的風(fēng)冷BTMS。

3.2 電池排布研究

在諸多風(fēng)冷熱管理優(yōu)化設(shè)計(jì)中，電池排布方式的優(yōu)化研究是不可或缺的。Wang 等人[38]討論了不同電池布置和通風(fēng)口位置對(duì)電池模塊冷卻性能的影響（（a）1×24電池排列；（b）3×8電池排列；（c）5×5電池排列；（d）19 個(gè)電池六角形排列；（e）28 個(gè)電池圓形排列）。結(jié)果表明，在5×5 立方排列的電池組中設(shè)置頂部進(jìn)風(fēng)底部回風(fēng)的冷卻結(jié)構(gòu)，其散熱效果遠(yuǎn)優(yōu)于其它冷卻結(jié)構(gòu)。基于以上研究，E等人[39]討論了6×10矩形排列的18650 鋰電池模塊散熱結(jié)構(gòu)。Fan 等人[40]設(shè)計(jì)了一種由32 個(gè)高能量密度圓柱形鋰離子電池所組成的電池組，并使用一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)3種排列方式（對(duì)齊、交錯(cuò)和交叉）的電池組進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)配置電池充放電測(cè)試設(shè)備、溫度采集設(shè)備、恒溫設(shè)備以及模型和風(fēng)機(jī)來(lái)搭建風(fēng)冷試驗(yàn)平臺(tái)，并從進(jìn)氣速度、入口溫度、放電倍率和能量效率4 個(gè)方面來(lái)研究3 種排列方式的冷卻性能。當(dāng)進(jìn)氣速度從0.6 m/s 增加到1m/s 時(shí)，對(duì)齊、交錯(cuò)和交叉排列電池組的最大溫升分別降低10 ℃、7 ℃和7 ℃，且對(duì)齊排列的最大溫差始終低于其它排列方式；當(dāng)入口溫度、放電倍率增大時(shí)，3種排列電池組的最大溫升、最大溫差幾乎均成線性增大；在能量效率方面，對(duì)齊排列功耗最低，與交叉排列相比減少高達(dá)23%。因此，對(duì)齊排列具有最佳的冷卻性能和溫勻性，其次是交錯(cuò)排列，最差為交叉排列，如圖4所示。

圖4 電池的不同排列方式[40]

3.3 電池間距研究

除以上幾類(lèi)優(yōu)化方式外，對(duì)于電池間冷卻通道的優(yōu)化可以更加顯著地影響各冷卻通道的壓力與流速分布，其中調(diào)整電池間距是目前最常見(jiàn)的優(yōu)化方式。例如，Choi等人[41]介紹了一種可以模擬電池-空氣之間對(duì)流換熱的預(yù)測(cè)熱模型，并研究了氣流通道寬度對(duì)電池溫度與熱阻的影響，發(fā)現(xiàn)增大氣流通道寬度降低了系統(tǒng)的冷卻性能。Chen等人[42-43]先后在2篇文獻(xiàn)中采用優(yōu)化策略并結(jié)合試驗(yàn)對(duì)Z型BTMS的電池間距進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后電池間的溫差大幅減小。Li等人[44]將電池組的9個(gè)冷卻通道分為2組，利用多目標(biāo)優(yōu)化算法優(yōu)化了2 組冷卻通道的間隙和進(jìn)出口區(qū)域的高度，優(yōu)化后獲得了更好的冷卻性能，且電池組的體積明顯減小。與之相似的是，Liu 等人[45]在基于J 型的BTMS 中將冷卻通道分成了5 組，并采用集合代理優(yōu)化算法在2輪重采樣后得到了電池間距的最佳組合。

相對(duì)其它方式而言，改變電池間距（亦或改變冷卻通道寬度）是最直接最有效的一種冷卻優(yōu)化手段。

3.4 冷卻空氣流向研究

改變進(jìn)出口的數(shù)量或位置來(lái)優(yōu)化氣流路徑，亦或添加擾流板來(lái)改變氣流流向，都不失為提高散熱性能的有效方法。例如，Park[46]在具有錐形歧管的U 型并聯(lián)流形系統(tǒng)的出口歧管中增加了1個(gè)二次開(kāi)孔，不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的減壓通風(fēng)，而且提高了冷卻性能。繼續(xù)此設(shè)計(jì)思路，Hong 等人[47]進(jìn)一步在 Z 型 BTMS 的收斂室上研究了二次風(fēng)口的位置和大小，他們發(fā)現(xiàn)這些因素會(huì)對(duì)BTMS的冷卻性能產(chǎn)生顯著影響。Chen等人[48]在Z 型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過(guò)改變進(jìn)出口區(qū)域的位置衍生出了8種新的并聯(lián)流型。Peng等人[49]基于U型電池組分析了進(jìn)出口位置和高度對(duì)電池組冷卻性能的性能，發(fā)現(xiàn)同側(cè)的進(jìn)出口相比2側(cè)獲得了更好的冷卻性能，且進(jìn)口高度對(duì)最高溫度更加敏感。Zhang 等人[50]提出了一種在并聯(lián)風(fēng)冷模型的氣流發(fā)散室中設(shè)置多塊尺寸不同的擾流板的新型冷卻策略，以此提高BT?MS 的冷卻性能，最后發(fā)現(xiàn)電池組的最高溫度和最大溫差分別降低了3.39 K (6.66%)和5.87 K (94.24%)。Mahamud 等人[51]和Na 等人[52]分別介紹了周期性往復(fù)氣流和反向分層氣流，以此緩解電池組中固有的溫度梯度問(wèn)題，結(jié)果表明電池組的溫度均勻性確有改善，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 基于往復(fù)式冷卻氣流的熱管理系統(tǒng)冷卻空氣流向[51]

3.5 受控變量研究

除以上提及的氣流流型、電池排布、電池間距以及冷卻空氣流向等電池組結(jié)構(gòu)方面的影響，如進(jìn)氣速度、入口溫度及放電倍率這些受控變量也同樣會(huì)對(duì)電池組的溫度分布產(chǎn)生影響。例如，Yang等人[53]采用數(shù)值方法結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)程序開(kāi)發(fā)了32 個(gè)鋰離子電池的偽二維模型。其在分析鋰離子電池軸流空氣冷卻系統(tǒng)中電池間最佳徑向距離的同時(shí)，研究了進(jìn)氣流量對(duì)電池?zé)嵝阅艿挠绊?，結(jié)果表明電池組中較大的進(jìn)氣流量有利于改善電池包內(nèi)的溫度均勻性，因此在設(shè)計(jì)風(fēng)冷BTMS 時(shí)，設(shè)置適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣速度（流量）尤為重要。Hong 等人[47]討論了入口溫度和加熱速率對(duì)電池溫度的影響。發(fā)現(xiàn)電池組的溫升和溫度變化與入口溫度無(wú)關(guān)，但與電池加熱速率成正比。Sui等人[54]提出了一種入口較大、出口較小的梯形結(jié)構(gòu)。從入口到出口，橫截面積在流動(dòng)方向上線性收縮，這種結(jié)構(gòu)具有2個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高電池的溫度均勻性?；诖四Ｐ?，他們?cè)?5 ℃的環(huán)境溫度下采用強(qiáng)制空氣冷卻對(duì)電池組進(jìn)行了1C/2 C/5 C/10 C 倍率的充電/放電試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著充放電倍率更加，電池組溫度不斷升高，且倍率越大，溫升幅度越大。KennethJ.Kelly 等人[55]針對(duì)豐田Prius 和本田Insight 進(jìn)行了強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS 的試驗(yàn)研究，他們?cè)? ℃、25 ℃、40 ℃的環(huán)境溫度以及風(fēng)扇從低功率4 W到中等功率14 W的不同進(jìn)氣速度下，分別測(cè)試了FTP-75和US06循環(huán)工況的電池溫升，發(fā)現(xiàn)US06循環(huán)工況的電池溫升明顯更高。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)車(chē)用動(dòng)力電池的BT?MS 領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)，設(shè)計(jì)合理且高效的BTMS是提高車(chē)輛使用性能與行駛安全性所必須的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)中提及的有關(guān)空氣冷卻、液體冷卻、相變材料冷卻以及熱管冷卻的熱管理方式，通過(guò)分析各自優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇適用范圍最廣且最易實(shí)現(xiàn)的空氣冷卻，并對(duì)其進(jìn)行了深層次地回顧與分類(lèi)。根據(jù)熱管理設(shè)計(jì)優(yōu)化的方向，本文分類(lèi)匯總了5 類(lèi)基于強(qiáng)制風(fēng)冷BTMS 的研究，分別為不同氣流流型研究（串聯(lián)與并聯(lián)）、電池排布研究、電池間距研究、冷卻空氣流向研究以及受控變量研究。

從以往的研究中可以看出基于風(fēng)冷BTMS的研究已取得不少突破，但仍有部分問(wèn)題懸而未決，包括：

（1）基于風(fēng)冷BTMS的研究眾多，但受制于不同模型之間的分析、應(yīng)用及仿真（實(shí)驗(yàn)）設(shè)置的區(qū)別，不同文獻(xiàn)的最優(yōu)模型無(wú)法進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋?/p>

（2）已有研究涉及風(fēng)冷與其它熱管理方式相結(jié)合，但研究太少且不夠深入；

（3）現(xiàn)有的風(fēng)冷研究大多是基于某一電池組結(jié)構(gòu)的靜態(tài)研究，少有考慮根據(jù)不同的電池組熱狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整電池組冷卻結(jié)構(gòu)與送風(fēng)策略。

針對(duì)這些問(wèn)題，本文建議：

（1）構(gòu)建一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（或評(píng)價(jià)體系），全方位評(píng)價(jià)不同模型之間的優(yōu)劣；

（2）更深入地研究風(fēng)冷與其它方式的結(jié)合，根據(jù)不同的使用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷與其它冷卻方式之間的協(xié)調(diào)配合；

（3）構(gòu)建風(fēng)冷系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相結(jié)合的動(dòng)態(tài)熱管理系統(tǒng)。