【導讀】傳chuan統tong車che輛liang以yi內nei燃ran機ji為wei基ji礎chu
，靠kao消xiao耗hao燃ran油you驅qu動dong行xing駛shi。因yin此ci進jin口kou石shi油you在zai國guo家jia經jing濟ji中zhong占zhan了le很hen大da比bi重zhong。相xiang比bi之zhi下xia，以yi電dian力li為wei能neng源yuan的de電dian動dong汽qi車che不bu僅jin能neng支zhi持chi經jing濟ji發fa展zhan，還hai能neng保bao障zhang國guo家jia的de能neng源yuan安an全quan。隨sui著zhe電dian動dong汽qi車che的de普pu及ji，了le解jie電dian動dong汽qi車che的de功gong能neng，尤you其qi是shi了le解jie電dian池chi係xi統tong的de工gong作zuo原yuan理li十shi分fen重zhong要yao。

本文要點：

●現代電動汽車中最常見的兩種電池是鋰離子電池和鋰聚合物電池。

●過熱是加速電池老化的罪魁禍首之一。

●電動汽車的電池冷卻係統可以調節電池組的溫度。

1. 傳統車輛與電動汽車

傳chuan統tong車che輛liang以yi內nei燃ran機ji為wei基ji礎chu
，靠kao消xiao耗hao燃ran油you驅qu動dong行xing駛shi。因yin此ci進jin口kou石shi油you在zai國guo家jia經jing濟ji中zhong占zhan了le很hen大da比bi重zhong。相xiang比bi之zhi下xia，以yi電dian力li為wei能neng源yuan的de電dian動dong汽qi車che不bu僅jin能neng支zhi持chi經jing濟ji發fa展zhan

，還hai能neng保bao障zhang國guo家jia的de能neng源yuan安an全quan。隨sui著zhe電dian動dong汽qi車che的de普pu及ji，了le解jie電dian動dong汽qi車che的de功gong能neng
，尤you其qi是shi了le解jie電dian池chi係xi統tong的de工gong作zuo原yuan理li十shi分fen重zhong要yao。

電dian動dong汽qi車che的de行xing駛shi依yi賴lai可ke充chong電dian的de電dian池chi。在zai為wei電dian動dong機ji提ti供gong電dian力li的de同tong時shi
，電dian池chi會hui發fa熱re
，需xu要yao通tong過guo熱re管guan理li係xi統tong進jin行xing散san熱re。電dian動dong汽qi車che的de電dian池chi冷leng卻que係xi統tong可ke以yi調tiao節jie電dian池chi和he其qi他ta電dian子zi係xi統tong的de溫wen度du。那na麼me，電dian動dong汽qi車che的de工gong作zuo原yuan理li是shi什shen麼me
？電dian池chi的de冷leng卻que方fang式shi有you哪na些xie

？

2. 電動汽車的工作原理

電動汽車是未來的出行方式。與傳統汽車相比，電動汽車的駕駛體驗更好

，具有出色的扭矩、功率
、速度和加速性能。除此之外
，電動汽車還有其他優勢
，如零油耗
、環保、維護需求小、高效和可靠性強。

這些優勢得益於其工作原理：電能轉換驅動機械運動。這需要電池

、充電器和電機的彼此配合：可ke充chong電dian電dian池chi為wei電dian動dong汽qi車che提ti供gong電dian能neng，然ran後hou電dian機ji根gen據ju需xu要yao轉zhuan化hua成cheng驅qu動dong力li。電dian池chi的de電dian量liang用yong盡jin後hou

，電dian動dong汽qi車che就jiu會hui寸cun步bu難nan行xing。為wei了le確que保bao電dian動dong汽qi車che的de可ke靠kao行xing駛shi，電dian池chi非fei常chang關guan鍵jian。那na麼me
，常chang見jian的de電dian池chi類lei型xing有you哪na幾ji種zhong？

3. 常見的電動汽車電池類型

電dian動dong汽qi車che依yi賴lai各ge種zhong類lei型xing的de可ke充chong電dian電dian池chi。鋰li離li子zi電dian池chi和he鋰li聚ju合he物wu電dian池chi是shi現xian代dai電dian動dong汽qi車che中zhong最zui常chang見jian的de兩liang種zhong。相xiang比bi於yu自zi身shen的de重zhong量liang，二er者zhe的de能neng源yuan密mi度du很hen高gao。除chu此ci之zhi外wai
，鎳nie氫qing電dian池chi也ye用yong於yu混hun合he動dong力li電dian動dong汽qi車che

，鉛qian酸suan電dian池chi則ze用yong於yu電dian動dong汽qi車che的de輔fu助zhu供gong電dian。

4. 電池溫度過熱的不利影響

過(guo)熱(re)是(shi)加(jia)速(su)電(dian)池(chi)老(lao)化(hua)的(de)罪(zui)魁(kui)禍(huo)首(shou)之(zhi)一(yi)。發(fa)熱(re)會(hui)讓(rang)電(dian)池(chi)難(nan)以(yi)工(gong)作(zuo)
，時(shi)間(jian)一(yi)長(chang)
，電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)會(hui)不(bu)斷(duan)下(xia)降(jiang)。直(zhi)流(liu)快(kuai)充(chong)不(bu)利(li)於(yu)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)
，因(yin)為(wei)快(kuai)充(chong)電(dian)流(liu)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)。

電池溫度高會導致電池液蒸發，損壞電池的內部結構，造成不可逆的傷害。在最佳溫度下，放電功率可用性、再生製動充電和電池健康都處於最佳狀態。而隨著溫度升高，電池壽命
、電動汽車駕駛性能和經濟性都會降低。因此，電池冷卻係統在電動汽車中的作用不容小覷。

5. 電動汽車中的電池液冷係統

電dian池chi冷leng卻que係xi統tong可ke以yi調tiao節jie電dian池chi組zu的de溫wen度du，這zhe是shi因yin為wei電dian動dong汽qi車che使shi用yong含han有you乙yi二er醇chun等deng液ye體ti冷leng卻que劑ji的de冷leng卻que回hui路lu。其qi中zhong

，電dian動dong泵beng會hui讓rang冷leng卻que液ye在zai電dian池chi內nei循xun環huan流liu動dong，散san熱re器qi則ze將jiang熱re量liang釋shi放fang到dao周zhou圍wei環huan境jing中zhong。

電動汽車的電池冷卻係統可分為兩種：被動液體冷卻係統和主動液體冷卻係統。

被動液體冷卻係統

在被動液冷係統中，冷卻功率取決於環境溫度和電池溫度之間的溫差。在散熱器後麵連接風扇，可以提高冷卻性能。

主動液體冷卻係統

當dang環huan境jing溫wen度du高gao於yu電dian池chi溫wen度du或huo二er者zhe的de溫wen差cha太tai小xiao時shi，主zhu動dong式shi液ye冷leng係xi統tong就jiu會hui發fa揮hui作zuo用yong。主zhu動dong液ye冷leng係xi統tong由you兩liang個ge回hui路lu組zu成cheng。其qi主zhu回hui路lu與yu被bei動dong液ye冷leng係xi統tong類lei似si。二er級ji回hui路lu則ze位wei於yu空kong調tiao回hui路lu中zhong，由you兩liang個ge熱re交jiao換huan器qi組zu成cheng，分fen別bie用yong作zuo蒸zheng發fa器qi和he冷leng凝ning器qi。

要確保電力驅動的可靠性，電動汽車電池冷卻係統的快速反應至關重要。為此，需要對電池的熱管理係統進行準確、可靠的仿真分析，以便在設計早期識別問題，減少產品落地時的潛在風險。

6. 熱管理係統的仿真分析解決方案

隨著電動汽車的行業發展進入快車道，新能源汽車的PCB用(yong)量(liang)可(ke)達(da)傳(chuan)統(tong)汽(qi)車(che)數(shu)倍(bei)，毫(hao)無(wu)疑(yi)問(wen)，其(qi)電(dian)子(zi)成(cheng)本(ben)占(zhan)整(zheng)車(che)比(bi)重(zhong)上(shang)升(sheng)。為(wei)了(le)更(geng)高(gao)的(de)性(xing)能(neng)和(he)能(neng)效(xiao)，產(chan)品(pin)的(de)功(gong)率(lv)級(ji)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)管(guan)理(li)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)流(liu)，同(tong)時(shi)滿(man)足(zu)嚴(yan)格(ge)的(de)電(dian)能(neng)耗(hao)散(san)和(he)尺(chi)寸(cun)要(yao)求(qiu)。

因此，設計人員麵臨著更加複雜的電池熱管理挑戰。但目前，許多熱效應分析方式難以準確
、可靠
、綜合地仿真其對電子的影響
，例如電流過於集中等問題常被忽視，此時電熱協同仿真分析是最佳解決方案。

Cadence Celsius Thermal Solver 是第一種專為電氣與機械工程師設計的熱分析技術。電氣工程師可以擴展電源完整性分析，包括快速、準確和易於使用的熱仿真
；而機械工程師可以擴展現有的熱分析方法
，包括因電熱相互作用產生的真實熱源。

Celsius Thermal Solver 環境支持各個方麵的熱分析，可以快速準確地識別 IC 封裝、PCB 和電子係統中的熱問題。它采用創新的大規模並行求解器技術，仿真速度比傳統熱仿真器最高可快10 倍
，同時顯著減少內存使用。它還整合了有限元分析 (FEA) 和計算流體力學 (CFD)
；利用 FEA 來處理傳導，利用 CFD 來處理對流和氣流。

(本文轉載自：Cadence楷登PCB及封裝資源中心微信公眾號)

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