（注：下文作者Cristian Tangemann, 由本公众号进行翻译整理。）
美国先进电池联盟(USABC)表示，插电式混合动力汽车(PHEV)使用的电池预计寿命15年以上，并可充电30万次。
然而，其寿命取决于不同的应力因素，这些应力因素对降解速率有强烈的影响，其中温度是一个很大的影响因素。此外，由于电池是电动汽车中最昂贵的部分，所以汽车行业正致力于开发更好的电池热管理系统，以避免过早更换昂贵的电池。
电池热管理系统方面有什么最新进展?
降解率与温度的关系可以用Arrhenius型行为来表示，降解率随温度上升呈指数增长:
确切的关系取决于特定的电化学和电池设计。因此，没有一个单一的寿命模型可以模拟所有不同的化学反应” 。
虽然容量随着操作温度的提高而增加，但容量衰减的程度也在增加。另一方面，操作温度低，相应的性能会变差。此外，在系统或电池组中，过度或不均匀的温度上升会大大降低其生命周期。
作为行业参考，电动汽车电池一旦达到20%的容量损失或30%的内阻增长，寿命就会终结，而主动和被动电池热管理系统(BTMS)是工程师们解决电池过热和性能差问题的主要手段。
此外，根据用途、来源和冷却介质的不同划分，还有各种类型的BTMS技术。就目的而言，有些系统只基于冷却，而不是加热和冷却。来源包括被动和主动，被动冷却没有额外的装置进行换热，主动冷却有特定的加热或冷却组件安装在系统中，对空气进行预处理。最后，冷却介质包括空气和液体。
Lyu等人在他们2019年的论文《电动汽车电池热管理》中表示：“高效的温度管理系统能够极大提升电池健康和延长整体寿命。此外，随着容量和充放电倍率的提高，电池安全问题应该得到更多的关注。随后，各种BTMS被开发出来，以实现更高的功率、更快的充电速度和更好的驾驶性能“。
被动BTMS采用相变材料、热管和水凝胶，不增加能耗。不利的一面是，冷却过程很难控制。与此相反，该论文继续指出，传统的主动冷却方法通常会导致强制循环，以及特定冷却材料和物质(如水和空气)的循环：“主要问题是，在某些情况下，冷却效果可能非常有限” 。
TEC与其他BTMS技术相结合
实现锂离子电池有效散热的第一种方法在于电极材料的选择，这是电池技术固有的。在电动汽车行业引起关注的一种BTMS是热电冷却(简称TEC)。
因为它不仅安静、稳定，只需调整电压电源就能更容易地控制温度，而且冷却能力强大，且工作潜力可靠。
热电冷却器是基于电压到温差的转换。佩尔提埃-塞贝克效应和汤普森效应都属于热电效应。“热电效应是指热电间的所有转换过程“。近年有几个关于热电冷却器的研究很出名。
在其中一种设计中，热电冷却器的冷侧与散热器连接，最高温度保持在55℃以下。冷空气被吹进电池组和舱室进行冷却。随后，安装了用于冷侧冷却和热侧散热的散热槽风扇。
此外，热电冷却可以与其他电池热管理系统相结合，如强制空气冷却和液体冷却。
在空气冷却系统中，通过气流扫过电池组来冷却电池。空气通常来自外部，但也有来自机舱和更复杂的系统中的附加AC单元。这种方法的优点是很简单，在空气和电池之间不需要绝缘，不需要太多维护，组件也更轻。
但这种方法也有缺点。空气的热容有限，导致构成BTMS的组件需要占据更大的空间。此外，冷却通道采用特殊的几何形状，一次只能冷却少量电池。考虑到上述问题，需要提高气流速度，而这又会导致能源效率降低。
在液体冷却系统中，包含冷却剂的部件位于单元或模块之间。然后热量被传送到远离电池组的散热器。散热器可以是一个简单的散热器，也可以是一个更复杂的系统，将热量散发到制冷剂电路中。通常，这两种方法结合使用，根据不同的参数进行切换。
这种系统的缺点是，需要额外的组件，冷却液接近高压组件，导致重量增加。因此，在运行维护过程中，需要采取各种安全措施。
上述两种方法都被称为主动冷却，因为它们使用外部组件，如泵和风扇，需要额外的电池电力。另一个缺点是，在一般无噪声的环境下会产生噪音和振动，需要额外的维护，随着时间的推移，组件的成本也会提高。
有可能将TEC和BTMS结合
在这里，液体冷却剂充当介质，以消除电池在运行过程中产生的热量。这种BTMS设计是TEC与强制空气冷却和液体冷却的结合，其中液体冷却剂作为介质从电池中散热:
“强制空气辅助散热是从热电液体外壳的冷凝器一侧执行的。在模拟的电动汽车电池系统上进行了详细的实验“。
电池垂直放置在冷却剂容器的中心。流动的液体带走了电池在运行过程中产生的大量热量。水泵用于驱动液体循环。TEC用于控制冷却剂的温度。最后，TEC的热端将通过与之相连的散热片和风扇进行冷却。
在同一篇论文中，实验结果显示该方法冷却效果良好，功耗合理：“此外，实验测试表明，使用以TEC为基础的水冷却系统对单个铜电池座电池进行冷却，在加热器和TEC模块的电压分别为40V和12V时，电池表面温度下降约43ºC ，即从55ºC 下降到 12ºC。”
然而，系统的性能需要不断提高，以为不断升高的温度进行散热。另一项研究报道，BTMS的COP（能效比）随着对TEC供电的增加而逐渐降低，电池的最高温度低于36.2℃。
如果汽车本身不能实现革命，那么电动汽车革命就毫无意义。这意味着电动汽车革命不是15天或者15个月就能完成，而是15年。因此，我们在改进电池热管理系统上花费了大量的时间和精力也就不足为奇了，未来，也会继续努力，确保电动汽车正常工作。
宁德时代遭误伤？孚能科技“甩锅”?动力电池大发展背后有何隐患因动力电池相关问题，奇瑞与长城召回电动车一事引发关注。7月19日，长城汽车欧拉品牌就汽车召回的相关原因表示，BMS控制策略由长城汽车和孚能科技共同制定验证，在极端小概率条件下导致电池热失控，召回原因与BMS硬件、软件制作无关联，仅与控制策略制定有关，具体责任比例由长城汽车与孚能科技协商沟通。
而前一日晚针对长城汽车的召回事件，孚能科技在公告中表示其仅供应召回车辆所搭载的模组，召回的原因主要系召回车辆搭载的BMS软件控制策略与动力电池存在匹配差异，BMS非本公司产品及供应。
宁德时代则回应称，欧拉iQ和艾瑞泽5e搭载的电池并非是宁德时代提供。
这并非是孚能科技首次陷入召回风波。召回背后最引人关注的是动力电池的安全问题。截至7月19日收盘，孚能科技股价下跌4.54%，报收于34.1元/股。
动力电池出BUG，奇瑞与长城双双召回
7月16日，国家市场监督管理总局发布两则召回公告，分别是长城汽车即日起召回16216辆欧拉iQ电动车，奇瑞汽车即日起召回1407辆奇瑞艾瑞泽5e电动车。
按照召回公告，长城汽车表示由于部分车辆搭载的部分动力电池的一致性与BMS软件控制策略存在匹配差异。长期连续频繁快充后，电池性能下降，极端情况下可能发生动力电池热失控。针对缺陷，长城汽车将免费对召回范围内车辆的动力电池进行检测，并刷写适应工况场景的控制策略软件，必要时更换电池模组。
奇瑞汽车则表示由于部分车辆动力电池内部分零件装配可能存在一致性波动。车辆经过长期使用，车辆底部受到异常撞击或经受剧烈颠簸冲击后，极端情况下可能导致电池包系统高压连接松动，局部接触内阻增高，大电流使用时造成组件过热并烘烤电芯，从而可能引起电池热失控。
由于长城汽车和奇瑞汽车因电池引发召回，谁是两家车企的电池供应商成为业内关注的热点。当日有传言称欧拉iQ和艾瑞泽5e的电池供应商是宁德时代，受此消息影响当日收盘宁德时代股价下跌6.51%。随后宁德时代回应称欧拉iQ和艾瑞泽5e搭载的电池并非是宁德时代提供；但或是该消息的影响还在持续，截至7月19日收盘宁德时代股价下跌1.41%，报收于523.5元/股。而后长城汽车回应称，欧拉iQ搭载的是孚能科技提供的电池；但截至目前奇瑞汽车方面尚未公开回应此次召回的艾瑞泽5e的电池供应商。
科大国创曾在《中国证监会行政许可项目审查一次反馈意见通知书》的回复中表示，贵博新能是奇瑞新能源的BMS主要供应商，据了解，科大国创100%控股子公司贵博新能的BMS产品配套于艾瑞泽5e车型，这批车型于2018年生产。而此次召回的车辆是在2018年7月20日至2019年5月28日期间生产的，不过7月19日科大国创回应称奇瑞艾瑞泽5e召回原因属电池内部零件装配问题 ，与公司BMS产品无关，科大国创已经累计出货近30万套，至今未发生一起因公司BMS产品原因而导致车辆召回情形。
或受此长城汽车和奇瑞汽车召回影响，7月19日锂电池板块整体走低，截至收盘整体板块下跌1.17%。
孚能科技多次陷召回风波，曾为北汽近3.2万辆召回担责
本次欧拉iQ召回中涉及到BMS，那么什么是BMS？所谓BMS是新能源汽车电池管理系统的简称，主要控制新能源汽车动力电池的充放电；从作用上来看，BMS有测量电池电压、保证其在正常范围内工作，同时还监测电流、温度，防止电池过热等。
按照目前长城汽车和孚能科技的说法，长城汽车方面表示仅与控制策略制定有关，BMS控制策略由长城汽车和孚能科技共同制定验证；而孚能科技此前的回应称召回的原因主要系召回车辆搭载的BMS软件控制策略与动力电池存在匹配差异，BMS非本公司产品及供应。目前来看，双方的责任还尚未明确。
实际上，这并非是孚能科技首次陷入召回风波。今年3月23日，国家市场监督管理总局发布消息称，北汽新能源汽车常州有限公司、北京汽车股份有限公司、北汽（广州）汽车有限公司自3月24日起召回31963辆EX360和EU400纯电动汽车。
北汽新能源的召回原因是部分车辆动力电池系统的一致性差异，在高温环境下长期连续频繁快充，可能导致个别单体电池电芯性能劣化，极端情况下引发偶发失效，引起动力电池起火风险，存在安全隐患。而召回涉及的EX360和EU400纯电动汽车两款车型均搭载孚能科技的电池。孚能科技此前在公告中表示，根据公司与北汽集团此前约定，孚能科技将承担本次召回所涉及的费用，预计为3000万-5000万元。不过，该费用由公司前期计提的质保金承担，不会对2021年度净利润产生重大影响。
随后，上交所科创板公司监管部再向孚能科技下发问询函，要求其补充披露EX360和EU400车型配套动力电池产品的具体型号、交付时间与数量，是否配套其他客户的车型，是否同样存在召回风险。随后孚能科技解释称这两款车型搭载的两款电池系统仅供于北汽使用，且该电池系统所涉及的车型均已在召回范围内。
从业绩上来看，作为动力电池科创板第一股，孚能科技的表现并不如意。今年第一季度，孚能科营收约3.67亿元，同比增长198.86%；净亏损约1.76亿元。此外，在回应欧拉iQ召回事件的同日，持有孚能科技19.1%股份的深圳安晏投资合伙企业（有限合伙）计划通过大宗交易方式减持其持有的公司部分股份，减持数量不超过4282.68万股，占公司总股本的比例不超过4%。孚能科技在公告中解释称，系股东根据自身需要进行的减持，减持不会对孚能科技治理结构及持续经营情况产生重大影响。不过按照此前招银国际证券有限公司研究部经理白毅阳的说法，基金减持一般是获利离场，而其他股东一般是出于个人原因或者是对后面股价走势的预判进行减持。
召回背后，动力电池安全仍是关键
实际上，在此次召回背后最引人关注的仍是动力电池的安全问题。去年威马汽车曾召回1282辆威马汽车，是由于电芯供应商在生产过程中混入了杂质，导致动力电池产生异常析锂，极端情况下可能导致电芯短路，引发动力电池热失控并产生起火风险，存在安全隐患。
从国外市场来看，今年2月因存在电池起火的隐患，现代汽车将在全球范围内召回约8．2万辆使用LG电池的KONA电动车，并为其更换动力电池系统。不过现代方面认为起火很可能是由电池组缺陷引起的内部短路所导致的；而LG化学认为，现代汽车在电池管理系统中误用了快速充电的逻辑是引发火灾的原因。尽管存有分歧，但最终的焦点仍是电池安全问题。
实际上，业内数据显示，按照新能源汽车起火原因来看，电池原因导致的起火比例最高。我们常谈的新能源汽车的安全性也就是谈论电池的热失控问题，当电池的热失控到达一定的温度之后，就会出现不可控的状态，导致电池内部的温度直线上升，可能会出现燃烧或者爆炸的危险。
目前国内纯电动乘用车大部分使用三元锂电池，为了提高续航里程会提高镍的成分比例，但同时高活性的镍元素比重越大，正极材料的热稳定性就会有所降低，也就是说当电池遇到高温、外力等冲击时，容易引发热失控，目前三元锂电池虽然能够解决续航里程的核心问题，但热失控温度较低的问题仍有待解决。
而磷酸铁锂电池虽然热失控温度高，但能量密度低，续航里程相对三元锂电池较差，同时抗低温能力也较差，更多应用在中低续航车型中。
汽车行业分析师张翔认为，新能源汽车以及包括动力电池等新能源汽车产业链发展速度很快，在快速发展的过程中需要技术不断的更新迭代，而在迭代过程难免会出现新的问题，这一过程更重要的是去解决问题，不断提高新能源汽车的安全性。
新京报记者 王琳琳
编辑 李薇佳 校对 陈荻雁
