新能源汽車動力電池熱管理技術目前主要分為風冷、液冷與相變材料冷卻三個發展方向，而前兩者由于介質的換熱系數較低、結構設計復雜或需要消耗外部能源等缺陷無法匹配動力電池日益增長的散熱需求。相反，相變材料高潛熱、低密度的優點使其成為了動力電池熱管理的新興發展方向。

目前，相變材料應用于動力電池熱管理的最大障礙是其材料本身較低的熱導率，限制了電池熱量導出的速度。因此，在相變材料本身的改良方面，國內外專家做了大量研究。廣東工業大學的研究者們利用銅網結構對相變材料進行改良，設計了相應的動力電池熱管理系統并進行了實驗研究。下圖為該研究中基于銅網結構的復合板，所使用的相變材料是利用石蠟與膨脹石墨按照4:1的比例混合制備的復合相變材料，之后以銅網作為支撐，將復合相變材料涂抹在銅網兩面形成板狀結構。

銅網加強型相變材料板

在該實驗研究中，所采用的動力電池是12Ah的磷酸鐵鋰電池，如下兩圖所示，總共采用了5個電池單體與6塊箱變材料板組成，5個電池單體采用串聯連接，并且在箱體的一側開洞，利用風扇向內部吹風。同時，在電池單體的表面布置溫度傳感器，通過數據采集器（Agilent 34970 A）進行數據收集。

實驗設置

在該實驗研究中，對于散熱設計的驗證，主要影響因素包括電池的充放電倍率、相變材料傳熱特性以及進風流量。因此，研究者們對這三者分別進行了對比研究。首先是相變材料本身性質的變化，可以看出相變材料的潛熱在加入膨脹石墨之后得到了明顯的提升，由原先的141.6J/g（石蠟）提升至186.4J/g（改良后）。

相變材料潛熱

通過研究可以發現，在無相變材料、有相變材料無銅網結構和有銅網結構的相變材料三種情況下，分別進行1C、3C、5C的放電實驗，有銅網結構的相變材料所達到的散熱效果是最優的，即使在3C的情況下，電池的溫度也控制在了50℃以下，盡管在5C的放電倍率下，3種熱管理結構形式下電池溫度都達到了60℃以上，但是在實際的使用中，動力電池系統很少存在以5C持續放電達到500s以上的時長，而在250s左右，有銅網結構的相變材料依然可以將電池溫度控制在50℃以下。

不同放電倍率下溫度變化

值得注意的是，在有相變材料無銅網結構和有銅網結構的相變材料的情況下，充電魚放電時電池的溫度盡管變化趨勢一致，但是溫度值卻存在明顯差異，如下圖所示，尤其在放電情況下，電池的最高溫度比充電時高4.6℃。

不同進風流速

就目前的新能源汽車熱管理系統而言，盡管復合型相變材料依然處于實驗室階段，并未投入實際生產，但其光明的發展前景從上述研究便可窺見一斑。