动力电池热管理系统技术系列（四）— 加热技术

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电池的低温加热分为两大类：外部加热和内部加热。具体的分类如下图1所示。内部加热方式是通过电池内部的化学反应等直接对电池内部进行加热，该方法加热效率高，能耗低。外部加热方式是通过外部加热组件产生热量，从而对电池进行加热，主要加热方式有气体加热、液体加热和电阻加热等。外部加热的系统简单，但效率相对较低。内部加热不受电池箱尺寸和空间以及安装方式限制，热量从内部产生，加热均匀，但须配套高低频加载控制电路装置或者外控电路。目前由于技术和成本的原因，外部加热仍为电池系统加热的主流方式，内部加热基本均处于实验室阶段。下面将对主流的电池加热方式以及未来有较大发展趋势的发展方向进行介绍。


图1 电池系统低温加热的分类
空气加热
空气加热是利用空气强制对流，通过外加风扇等装置将热空气送入动力电池箱，与动力电池进行热交换。下图2为空气加热的原理示意图，空气加热的加热速率通常为0.5~3℃/min，系统的结构简单，但由于气体的对流换热系数小，导致温度梯度大，过大的温度梯度甚至造成电池寿命的不同，且容易产生噪音等问题。目前实际应用较为有限，代表车型为本田insight车型和丰田普锐斯。



图2 空气加热的原理示意图

液体加热

液体加热是先对换热板/管道里的换热介质（一般为乙二醇）进行加热，然后利用换热介质的温度对电池包进行加热。液体加热相比空气加热的速率更快，各模组受热更为均匀，集成度较高，比较稳定；其缺点是需要增加额外的管路/阀门/泵等控制系统，增加了结构复杂性，且能耗大，严重影响冬季续航里程。下图3为大众MEB平台的电池加热示意图。由于技术较为成熟、安全性较高，液体加热是目前主流的电池加热方式，目前应用于量产的典型车型代表有大众MEB、吉利 MPA、蔚来ES8/ES6、Tesla Model 3/X/Y 等。



图3 大众MEB平台的电池加热示意图

半导体效应加热
半导体效应加热是利用半导体的帕尔贴效应，在其两个表面分别形成热面和冷面，通过控制电流的方向也可控制冷热面的位置，从而实现电池加热或者冷却。半导体效应加热的加热速率较低，通常为0.6~1℃/min。其优点是温度的高低可以通过控制电流波幅的形式进行控制；缺点是设计复杂，造价昂贵，部分设计需要进行热面的散热，且对于电池能量的消耗比较大。基于以上，目前在量产上的应用有限。电热片/膜加热

电热片/膜加热顾名思义就是将电热片/膜放置在电池模组底部或侧部对电池包进行加热。它的系统简单、成本较低。但缺点是加热效率低、加热时间长、电池温度梯度大、安全性低。目前典型的车型应用有丰田 Prius和日产Leaf。内置Ni电极加热

内置Ni电极加热是在电池中还插入了一个薄镍箔，并在其上覆着电绝缘聚合物。镍箔的一端连接到负极端子，镍箔的另一端延伸电芯之外形成第三个端子。其工作原理如下图4所示：当温度低于设定温度时，激活开关打开，电流流过镍箔，产生大量的欧姆热迅速加热电池材料和电化学界面；当电池温度超过设定温度时，激活开关闭合，使电流绕过镍箔，电池就像传统锂电池一样，在较佳温度范围内工作。它的加热速率较高，大约60℃/min（实验室测试），且不需要额外的加热部件，简化了电池系统热管理系统设计，电池适应全天候气温环境；但缺点是需要改变电池目前的电池结构和生产工艺、技术应用不成熟，控制系统复杂、存在热失控安全风险。目前还处于理论研究阶段，尚无量产应用。


图4 内置Ni电极加热原理图

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针对动力电池热管理系统技术的加热技术，已形成了外部加热和内部加热两大分类。内部加热方式效率高、能耗低，但受制于电池箱设计及安装条件，目前仍处于实验室阶段。外部加热虽效率略低，但系统简单，仍是市场主流。

当前，主流电池加热方式包括气体加热、液体加热和电阻加热等。未来，随着技术与成本的不断优化，内部加热技术有望迎来重大突破，尤其是可能结合先进的控制电路设计，进一步提高加热效率和实用性。总体来看，电池加热技术正在不断发展，未来值得期待其在新能源车辆中的广泛应用及持续改进优化。

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sxq0201

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受电池箱尺寸及安装方式的限制。外部加热方式系统简单但效率略低，仍是目前电池系统加热的主流方式。对于主流的电池加热方式以及未来发展，外部加热技术将持续优化，提高加热效率并降低成本。内部加热技术则需在实验室阶段进一步突破，特别是在高频加载控制电路装置的研发上。预计未来电池加热技术将结合内外加热优势，发展出更高效、智能的加热方式，以适应电动汽车市场的日益增长和多元化需求。

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loohoolinda

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受电池箱尺寸及安装方式的限制。外部加热方式系统简单，效率稍低，目前仍为电池系统加热的主流方式。对于主流的加热方式，包括气体加热、液体加热和电阻加热等，其应用各有特点。随着技术进步和成本降低，内部加热技术有望得到更广泛应用。未来，电池加热技术将朝着更高效、更节能、更智能的方向发展，以提高电池的性能和使用寿命。实验室阶段的内部加热技术将是未来重要研究方向，值得持续关注。

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sxq0201

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受限于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率稍低，但仍为主流。目前，主流加热方式各具特色。外部加热中的气体加热和液体加热较为常见，而内部加热正处于实验室阶段。未来，随着技术进步和成本降低，内部加热有望得到更广泛应用。总体来看，电池加热技术将持续进步，更加高效、智能、安全的加热方式将成为未来发展趋势。

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shuizhonghua

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受制于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率相对较低，但仍是主流。目前，外部加热方式中的气体加热、液体加热和电阻加热等技术较为成熟。未来，随着技术的发展和成本的降低，内部加热方式有很大的发展潜力，尤其是配套的高低频加载控制电路装置或外控电路的技术进步将促进内部加热方式的广泛应用。总体来看，电池加热技术正朝着更高效、更智能的方向发展，我们期待这一领域的更多创新与突破。

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andyo7

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受电池箱尺寸和安装方式的限制，目前尚处于实验室阶段。外部加热方式虽然效率相对较低，但系统简单，仍是电池系统加热的主流方式。

目前，主流的电池加热方式包括气体加热、液体加热和电阻加热等。未来，随着技术和成本的突破，预计内部加热方式将会有更大的发展潜力，尤其是与先进的控制电路设计结合后，其应用前景将更加广阔。同时，新型材料的应用和智能热管理系统的研发也将推动电池加热技术的持续创新。总体而言，电池加热技术将持续向着更高效、更智能的方向发展。

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关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受限于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率相对较低，但仍是主流。目前，外部加热方式主要通过气体、液体和电阻进行。

目前主流的电池加热方式仍以外部加热为主，但由于其对效率和性能的优化潜力，内部加热技术正在受到越来越多的关注与研究。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，内部加热技术有望得到更广泛的应用。同时，新型的加热技术，如热管技术、相变材料等，也将为电池加热方式带来更多可能性。总体而言，电池加热技术正朝着更高效、更均匀、更智能的方向发展。

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lixinfu

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受限于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率相对较低，但仍是主流。目前，尽管内部加热处于实验室阶段，但其潜力和优势不容忽视。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，内部加热方式有望得到更广泛的应用。针对主流加热方式，我们会持续关注并研究其发展趋势，以提供更高效、可靠、安全的电池加热解决方案。对于未来有较大发展潜力的技术，如内部加热技术的优化与实际应用，我们充满期待。

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关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受制于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率相对较低，但仍是主流。目前，外部加热方式中，气体加热、液体加热和电阻加热等技术应用较广。

目前，虽然内部加热技术尚处于实验室阶段，但其高效性和均匀加热的特点使其具有巨大潜力。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，内部加热技术有望得到更广泛的应用。同时，新型的加热技术，如热泵技术、相变材料等也将逐渐成为研究热点。总体而言，电池加热技术将朝着更高效、更均匀、更智能的方向发展。

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loohoolinda

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受限于电池箱尺寸、空间及安装方式，需配套高级控制电路装置。外部加热方式系统简单，但效率略低。目前，外部加热仍是主流方式，内部加热处于实验室阶段。未来，随着技术进步和成本降低，内部加热具有巨大潜力，特别在高性能电池领域。综合考虑效率和成本因素，电池加热方式将朝着更高效、更环保的方向发展，并融合先进的控制策略以实现更精准的温控管理。

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sxq0201

关于动力电池热管理系统技术系列中的加热技术，电池的低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受制于电池箱尺寸、空间及安装方式。外部加热方式系统简单，效率相对较低，但仍是主流。目前，外部加热方式中，气体加热、液体加热和电阻加热等均有应用。考虑到技术和成本因素，外部加热仍是主流，内部加热尚在实验室阶段。未来，随着技术进步和成本降低，内部加热方式有望得到更广泛应用。同时，新型的加热技术如热泵技术也将成为研究热点，其结合了冷却和加热功能，能够提升电池的工作效率和安全性。总的来说，电池加热技术正朝着更高效、环保和可靠的方向发展。

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针对动力电池热管理系统技术的加热技术，我作为汽车工程师，深知电池的低温加热分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但受电池箱尺寸和安装方式的限制；外部加热方式系统简单，效率相对较低。目前，外部加热仍是电池系统加热的主流方式，而内部加热处于实验室阶段。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，内部加热方式将有望得到更广泛的应用。主流电池加热方式未来的发展将注重效率和成本的平衡，同时追求更高的安全性和稳定性。未来发展趋势可能集中在研发更高效、更均匀的加热技术，以及结合智能化和温控系统的整合优化。

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随风1

关于动力电池热管理系统中的加热技术，电池低温加热主要分为外部加热和内部加热两大类。内部加热方式效率高、能耗低，但须配备高频加载控制电路装置。外部加热方式系统简单，但效率略低。目前外部加热仍是主流方式，内部加热处于实验室阶段。主流电池加热方式各有优势与不足，如气体加热快速但均匀性欠佳，液体加热均匀但响应较慢。未来发展方向在于寻找更为高效且均匀的加热方式，并探索将新技术如纳米材料应用于电池热管理，降低成本同时提高性能。此外，随着电池技术的进步，混合加热方式及智能热管理系统也将成为研究热点。

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