來源：電子電力實驗室；作者：諸葛英健

本文轉自：Renew. Sust. Energ. Rev., Volumn 192, March 2024, 114171

作者：David Culliton et.al

本文由愛爾蘭東南理工大學的David Culliton等人合作撰寫。本文綜述了鋰離子電池的產熱機制，以及當前主流的四種電池熱管理技術：空氣冷卻、液體冷卻、基于相變材料的冷卻和基于熱電元件的冷卻。文章分別分析了每種技術的優勢與局限。研究指出，空氣冷卻適用于短途通勤類電動汽車；液體冷卻更適合長續航、高熱負荷的大型電池系統；相變材料適用于熱負荷穩定、環境溫度變化較小的應用場景；而熱電冷卻系統則更適合與其他技術協同集成使用。

01引言

在全球范圍內減碳需求日益迫切的驅動下，傳統汽車正加速向電動化轉型。2021年，電動汽車銷量達到660萬輛，是2019年的三倍，彰顯了市場對清潔出行的強烈渴求。然而，續航里程不夠、動力電池壽命有限等短板，仍然制約著消費者的購買決策。

動力電池組對溫度極為敏感，其最佳工作區間位于15?°C至35?°C。低于15?°C時，電池總容量下降、內阻增大；高于35?°C則易引發不可逆化學反應，加速衰減并帶來熱失控風險。因此，如何在各種工況下高效、穩定地調節電池溫度，成為提升續航性能與保障行車安全的關鍵。

現有電池熱管理系統（BTMS）主要可分為空氣冷卻、液體冷卻、相變材料（PCM）冷卻與熱電制冷四類。空氣冷卻結構簡單、成本低廉，但在高熱負荷下散熱效率有限；液體冷卻（直接或間接）散熱效果出眾，卻增加了系統的復雜性和成本；PCM利用材料相變潛熱進行被動散熱，穩定工況下表現優異，但需借助金屬或石墨等導熱填料提升熱傳導；熱電制冷可實現精確控溫，并在冬季提供加熱功能，但其能耗和成本相對偏高。

綜合看來，空氣與液體冷卻因可根據負荷動態調節冷卻強度，仍是在工業化應用中最為常見的方案；PCM與熱電技術則在特定場景下展現了良好的互補優勢。本文將圍繞這四類BTMS的最新研究進展與性能對比，詳細評析各自的優劣，為商業化設計提供參考。

02電池內部熱量產生機理

鋰離子電池在充放電過程中會產生熱量，且熱源主要位于電池內部核心區域。圖1顯示了18650電池在0.5C放電3600秒后的溫度分布，表明僅依賴表面冷卻難以迅速帶走內部熱量。

圖1. 18650型鋰離子電池單體以0.5 C倍率放電3600s后的熱分布

電池總熱生成率可分為焦耳熱和熵熱兩部分：

其中，焦耳熱來源于電流通過內阻產生的熱量；熵熱則與可逆化學反應的熵變有關。研究表明，低倍率放電時熵熱占比較高；而在高倍率條件下，焦耳熱成為主要熱源。

為滿足快充與大電流放電的需求，BTMS需在15?°C–35?°C范圍內，對電池內部與表面熱負荷進行高效管理，以確保溫度均勻并防止熱失控。

03電動汽車BTMS分類與特點

電池熱管理系統的核心目標，是通過優化溫度提升電池壽命并降低熱失控風險。理想的BTMS應同時滿足以下要求：

穩定保持電池溫度在15?°C–35?°C；

系統輕便緊湊且節能；

具備良好成本效益；

實現電芯間溫度均勻；

在熱失控或泄漏時，能快速排除有毒氣體。

目前，BTMS可歸為五大類：空氣冷卻、液體冷卻、PCM冷卻、熱電制冷與混合系統。每個系統的子類如圖2所示。

圖2. 用于電動汽車鋰離子電池組的不同BTMS類型

空氣冷卻：依托自然或強制對流散熱，優點在于介質無腐蝕、結構簡單、造價低；缺點是高熱流密度時制冷能力受限。

液體冷卻：可分直接浸沒式和間接冷卻式。直接式將電池浸沒于介電液中；間接式通過冷卻板或冷卻帶導熱。該方案散熱效果優異，但系統復雜、成本較高。

PCM冷卻：利用相變潛熱在15?°C–35?°C區間被動吸熱。有機PCM化學穩定、潛熱大但導熱率低且可燃；無機PCM導熱性好不燃，但相變溫度偏高，需要導熱增強措施。

熱電制冷：結合Seebeck與Peltier效應，可將熱量回收發電或提供加熱功能，溫控精度高，但設備成本和能耗較大。

混合系統：將上述技術組合，如空氣+液體、PCM+空氣等，以平衡散熱性能與系統成本。

后續章節將針對各類BTMS的研究進展、性能評估及優化策略進行深入探討。

04空氣冷卻系統

基于空氣的BTMS與基于液體、PCM和熱電的BTMS相比具有明顯的優勢，包括使用直接的、低風險的、無粘性的冷卻劑，結構緊湊、重量輕、成本低、維護要求低和可靠性好。主動冷卻BTMS，如熱電熱管理和基于液體的BTMS，需要額外的能量來操作泵，TEG或TEC系統，從而導致電動汽車的里程減少。然而，這種效率上的差異只適用于低熱負荷工況。在過高的熱負荷條件下，如高充放電速率或高環境溫度，空氣基BTMS比液體和熱電BTMS消耗更多的功率。

同樣，在高熱負荷下，PCM BTMS也比空氣基BTMS更有效。然而，由于需要大量的PCM來確保PCM的潛熱容量與鋰離子電池組產生的熱量相匹配，因此大多數PCM BTMS的重量將顯著增加。基于空氣的BTMS適用于低熱負荷的鋰離子電池應用，并且明顯輕于其他類型的BTMS。雖然許多商用電動汽車使用基于液體的BTMS作為其鋰離子電池組，但基于空氣的BTMS也被用于電動汽車和混合電動汽車的幾個低能耗鋰離子電池系統中。

1自然通風與強制對流

空氣冷卻BTMS按自然通風和強制對流兩種模式運行。

自然通風：當熱負荷較低且車輛運動時，外部空氣會經電池包進口進入，通過電芯間隙吸收熱量后從出口排出，如圖3(a)所示。同樣，也可借助車艙冷氣，通過額外管道將冷卻空氣引入電池包，以增強散熱效果，如圖3(b)所示。該方式在車速不足、環境溫度過高或熱負荷過大時，散熱不均會導致電芯溫度梯度增大、充放電不均勻。

強制對流：為提高冷卻效率，可在進口或出口處增設風扇或鼓風機，通過調節風速來匹配電池包的熱負荷。典型設計是在風機與蒸發器/加熱器之間增設導管，以保證氣流經過電池包的充分對流，如圖4所示。研究主要集中在：電芯排布優化、進出口結構設計、散熱通道形狀改進以及導熱增強材料的應用。

圖3. (a)通過環境氣流對鋰離子電池組進行被動式空氣冷卻；(b)通過艙室氣流進行被動式空氣冷卻/加熱。

圖4. 在出口加引/送風機進行主動式空氣冷卻/加熱設計。

2鋰離子電池陣列分布

改進電池組架構可以通過配置電池單元布局來實現，在保持最低成本、占用最少體積和具有最高能量密度的同時，最大限度地提高電池的散熱率。需要注意的是，最優的電池陣列布局高度依賴于電池組的應用和設計要求。

研究表明研究表明，六角陣列相比傳統矩形排列在高風速下散熱更均勻；調整電芯縱向和橫向間距，則可在保證空間密度的同時實現最佳熱均勻性。通過改變電池組的排布方式來更好地提高電池組的溫度均勻性的主要限制是它會影響電池的母線排布，而增加電池之間的間距會影響電池組的密度。因此，只有當電池組的間距不重要時，才應考慮改變電池組的排列。

圖5. 改變鋰離子電池排布方式改善電池組熱對流。(a) 3 × 10電池排布；(b)六邊形排布；(c) 6 × 5排布。

3進出口優化

調整進口數量、位置及空氣溫度，是提升系統性能的有效手段。研究結果表明，以1C放電倍率為基準，超過3個入口點，鋰離子電池單體的最大溫升不顯著，這表明空冷BTMS存在一個最佳的入口點數；降低進口空氣溫度雖然效果顯著，卻會增加空調能耗，這也會降低鋰離子電池組的整體效率。因此，必須將冷卻風扇入口數量和調節入口空氣溫度微調至電池組本身的運行環境溫度和尺寸。

圖6. 風冷電池組進氣口數量的參數化。

此外，仿真結果表明，垂直風冷策略是定位風冷電池組進出風口最有效的方法。然而，垂直空氣冷卻策略可能不適用于幾種類型的電動汽車，因為它將增加電池組的垂直高度，因為它安裝了垂直傾斜的進出口歧管。因此，垂直冷卻策略可能只適用于具有較大垂直間隙的EV類型。

圖7. 電池組進出口位置的調整。

4散熱通道設計

對于風冷電池系統，增大冷卻通道尺寸可以提高系統的冷卻效率，但會降低系統的冷卻均勻性。除了冷卻通道的尺寸外，冷卻通道的幾何結構也是影響風冷BTMS冷卻效率的重要因素。開發了三種主要的冷卻通道結構，包括Z型、U型和J型冷卻通道結構。

Z型通道：通過在末端設置二次出口，可減小通道末端的死角，使氣流更均勻地流經所有電芯。一些研究在通道中增設擾流板，以增加氣流的混合和擾動，從而提升散熱均勻性。

U型通道：利用管道彎折帶來的流速變化，增強中段電芯的局部冷卻。文獻指出，通過調整彎折角度和半徑，可優化熱傳遞效果并改善局部散熱。

J型通道：其是U型和Z型冷卻系統的適配。本質上，J型風冷結構有兩個帶有控制閥的出口，可以控制開口角度，以更好地調節通過鋰離子電池組的氣流。該結構可在多種風速和熱負荷下保持較好的溫控性能。

需要指出的是，J型通道可能會增加電動汽車內部的管道基礎設施的復雜性，而這在緊湊的電動汽車模型中是不合適的。因此，不犧牲電池組復雜度的替代性增強方法將更適合小型電動汽車。

圖8 . J型風冷結構采用U型出風口和Z型出風口，并配有各自的控制閥。

5導熱增強劑

在電芯間或電池包內引入多孔鋁泡沫、鰭片等導熱結構，可均勻分布氣流溫度并提升散熱效率。研究表明，可變高度翅片可依據熱流分布優化溫度均勻性。此外，冷卻翅片的添加的另一個好處是它的結構強度對抗沖擊的額外改善，降低電池受到沖擊時短路風險。

添加此類導熱增強劑的主要問題是其對電池組整體重量的影響。多孔泡沫鋁、擾流柱散熱器或輔助散熱翅片的加入確實可以改善冷卻均勻性，但會增加電池組的總重量。

05液冷系統

基于液體的BTMS的主要優點是它能夠以比空氣冷卻系統更低的流速實現更高的傳熱速率。許多類型的流體被用作液基BTMS的冷卻劑，包括水、油、含有懸浮金屬顆粒的水和乙二醇。由于每種流體類型具有不同的粘度和比熱容值，因此所選擇的流體類型取決于需要吸收的熱量以及在電池組周圍通道流體所需的機械能。基于液體的BTMS分為間接冷卻和直接冷卻兩類，主要區別在于間接冷卻要求冷卻液與鋰離子電池物理分離。

間接液體冷卻是指通過冷卻介質將冷卻液導通，使流體能夠吸收來自電池組的熱量，同時防止液體介質與鋰離子電池組本身之間發生短路。一些常用的間接冷卻方式包括冷卻板、導熱管或通過熱管將熱量從鋰離子電池組傳導出去。

1冷卻板通道優化

冷卻板是一種具有內部冷卻通道的平板，主要適用于棱柱形電池。其冷卻性能主要受冷卻板位置和通道設計的影響。冷卻板可布置于電池組側邊、相鄰電芯之間或電芯內部。側邊布置需配合散熱片將內部熱量導出；相鄰電芯間布置需減小電芯厚度；內部集成則需微型化流道。

圖9. 冷卻板。

冷板的冷卻性能還與通道結構相關，因為它決定了冷板的傳熱面積和壓降。通道構型（蛇形或平行）顯著影響散熱效果和壓降。研究發現，雙入口蛇形通道（圖10a）比單入口設計具有更優的溫度均勻性。此外，窄深通道的傳熱效率優于寬淺通道。對比蛇形與平行通道，蛇形通道結合圓形翅片和凹槽（圖11f）能提升溫度均勻性，但壓降較高；平行通道配合橢圓形翅片（圖11g）則更適用于高流速場景。綜合來看，多入口蛇形通道結合圓形翅片是方形和軟包電池的最佳選擇，但需權衡制造成本與電池組尺寸。

圖10. 冷卻板間不同的液冷通道構型。

圖11. 蛇形與平行冷卻板設計效果的對比，以及沿通道不同溝槽形態的效果對比。

2導熱管

圓柱電池因缺乏平整表面，通常采用導熱管替代冷卻板。特斯拉Model S采用鍍絕緣材料的鋁管嵌入圓柱電池間隙，并通過逆流設計提升散熱均勻性。此外，有研究人員在鋰電池之間構建帶有冷卻管的鋁殼，鋁殼內填充沸騰丙烷，發現該設計溫度均勻性優于直接液冷，但高溫工況下峰值溫度較高。通過漸變管徑和流速優化，使垂直流道模型重量和體積大幅減小，同時溫度均勻性更優。

3熱管冷凝器布置

熱管(HP)是一種結構緊湊、幾何形狀可調的傳熱器件，可用作包括電力電子冷卻和空調系統在內的多種應用的裝置。高壓加熱器內充滿換熱流體，分為3個區域，如圖12所示，分別為蒸發區、絕熱區和冷凝區。電池系統或熱源附著在蒸發器段，會導致換熱流體的蒸發。轉換后的蒸汽將向冷凝區傳遞熱量，轉換回流體，在吸液芯微結構中再次吸收，然后被動地回流到蒸發區重復這一過程。

圖12. HPs的工作原理。

有研究人員為23Ah鈦酸鋰電池設計熱管系統，在8C放電率下使電池溫升降低13.7%（自然對流）和33.4%（強制對流），但冷凝段需延伸至電池外部導致體積增加。通過傾斜冷凝段、鋁翅片和煙囪風道優化，在10-12C放電率下維持電池溫度于15-35℃，但水平放置時散熱性能下降，并且額外的空氣煙囪通風仍然占據很大的體積，這可能不適合緊湊的電動汽車。

4直接冷卻

直接液冷通過將電池浸入高比熱容的絕緣介質（如去離子水、硅油、氟化烴）實現高效散熱。

用于BTMS應用的浸沒式冷卻液具有高閃點和非揮發性特點，這降低了電池組熱失控的風險。Xing Mobility、Rimac和Kreisel等公司已采用浸沒式冷卻。

浸沒冷卻分為單相冷卻和兩相冷卻兩種模式。在單相冷卻的情況下，冷卻劑以液體形式存在。兩相冷卻是利用沸騰溫度較低的冷卻劑使冷卻劑汽化，汽化后的蒸汽通過水冷凝器冷卻回液態。兩相系統在由液相向氣相過渡過程中所吸收的汽化潛熱能顯著提升對流換熱效果，但與單相系統相比，BTMS應用中存在若干缺點：包括由于冷凝器效率不足導致冷卻液逐漸損失、系統復雜度增加、維護成本上升、系統體積增大，以及冷卻劑蒸汽對電動汽車底盤其他電子元件造成污染的風險。

因此，單相浸沒冷卻電池包在維護難度和成本上優于兩相浸沒冷卻。浸沒冷卻雖冷卻效率高，但高粘度液體需更大泵功率；電介質液體成本高且增加重量。因此，浸沒冷卻的電池熱管理系統更適用于有快速充放電需求的電池包設計。

圖13. 單相和兩相浸沒冷卻

06PCM冷卻系統

相變材料的高潛熱特性使得基于PCM的BTMS能夠在恒定溫度范圍內吸收大量熱量，且無需依賴風扇或泵等主動耗能組件。PCM主要分為有機和無機兩類，各自具有獨特的化學與熱性能。

有機PCM可細分為兩類：石蠟類（如烷烴）和非石蠟類（如脂肪酸、二醇、糖醇）。其優勢包括無腐蝕性、無毒、化學穩定性高，適用于電動車電池熱管理。但有機PCM也存在明顯缺陷：導熱系數低（易導致局部過熱）、可燃性（存在熱失控風險），以及固液相變時因黏度低可能導致泄漏問題。為改善有機PCM的熱導性能，常見的三種手段包括：在換熱面添加翅片、將PCM封裝于高導熱涂層中，以及加入石墨納米顆粒或金屬泡沫等導熱填料。

1PCM鰭片配置

在PCM容器中安裝鰭片是提升有機PCM熱導率的有效方法。安裝鰭片的方法主要有兩種，一種是將鰭片直接放置在PCM化合物中，另一種是將鰭片放置在PCM表面的頂部，然后通過空氣冷卻分別進行冷卻。

研究表明，縱向鰭片在空氣對流冷卻時具有更好的散熱性，而圓形鰭片在PCM內部具有更大的熱傳導性。通過進一步優化，確定了最適合18650鋰離子電池PCM冷卻的翅片結構為底部2個圓形鰭片，頂部4個矩形縱向鰭片。雖然導熱鰭片的添加確實顯著提高了PCM的導熱性能，但由于在電池組中添加此類鰭片需要額外的機械加工，因此會增加電池組的制造成本，同時增大體積。

2導熱涂層

另一種提高PCM導熱性能的替代方案是PCM微膠囊化。該工藝通過懸浮、乳液、界面聚合等方法，將固–液相變材料封裝于具有導熱性能的穩定聚合物薄膜中。殼體材料可分為有機、無機和有機–無機混合三類。

圖14. 不同微膠囊對PCM導熱性能的增強。

有機殼體材料具有優異的密封性和結構柔韌性，能夠很好地應對相變過程中核心PCM的反復體積變化，最常用的有三聚氰胺甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂和丙烯酸樹脂等。然而，有機殼體材料也存在可燃性高、導熱性差及力學性能不足等缺點，限制了其在BTMS微膠囊化應用中的廣泛采用。

無機殼體材料導熱性能更佳，具有良好的剛性和力學強度。常用的無機殼體材料有二氧化硅（SiO?）、氧化鋅（ZnO）、二氧化鈦（TiO?）和碳酸鈣（CaCO?）等。盡管無機殼體在導熱和力學性能上優于有機殼體，但其柔韌性較差，多次相變循環后易導致PCM核心泄漏。

有機–無機混合殼體則兼具純有機和純無機殼體的優點，提供了良好的力學強度、導熱性、化學穩定性和柔韌性。常見的混合殼體包括摻雜SiO?或TiO?的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚三聚氰胺甲醛殼。有機–無機微膠囊化在提供足夠導熱增強的同時還能保持力學穩定性并最大限度減少PCM核心泄漏，是一種值得考慮的導熱改性方式。但需注意，PCM微膠囊化的可行性受限于合成過程的復雜性及原料采購難度。

3導熱填料

第三種提升PCM導熱性能的技術是向其添加導熱填料，如納米顆粒、金屬顆粒、金屬泡沫和碳納米管等。通過混入這些填料，PCM的導熱率和換熱效率能夠大幅提升，同時還能降低有機PCM的可燃性。

導熱填料雖能顯著提高PCM的導熱率，但也會降低其比熱容，因此需要在所需導熱增強效果與保持足夠潛熱容量之間進行權衡。此外，填料可能在多次相變循環中發生聚集，需通過重新攪拌等手段來恢復PCM的溫度均勻性。

4無機PCM

無機PCM主要包括熔融鹽、含水鹽和金屬，具有高潛熱容量、不可燃且成本相對有機PCM較低等優點。然而，大多數研究不采用無機PCM，主要因為它們具有腐蝕性、較高的相變溫度、同樣較差的導熱性、重量大，以及在多次相變循環中易發生相分離、脫水和過冷，導致穩定性差。其中，脫水是其應用于熱能存儲的最大障礙，會使材料不穩定。

07熱電系統

熱電發電與熱電制冷器（TEC）作為電池熱管理系統亦具有諸多優勢：它們運行相對安靜、穩定，并且可通過電壓的微調實現更精確的溫度控制。通常，熱電器件利用Peltier–Seebeck效應及Thompson效應，在冷端與熱端之間進行溫差與電流的相互轉換。然而，用于BTMS的熱電系統存在主要弊端：其熱效率較低，而且需要額外的能量驅動，從而降低了電池包本身的整體熱效率。

大多數研究工作會將TEC與其他冷卻形式（包括風冷、液冷和PCM冷卻）組合成混合系統。例如，搭建液體–空氣–TEC混合冷卻系統；或將TEC模塊與U形和Z形冷卻板耦合，用于棱柱形鋰離子電池冷卻；以及將TEC與直接風冷系統結合，應用于混合動力巴士電池包等。將TEC與其他BTMS冷卻方式混合能夠顯著降低電池包的最高溫度并優化溫度分布，但也會增加系統復雜性并額外消耗電池功率，可能對整體效率產生不利影響。

08討論

從所做的綜述研究可以看出，各種BTMS系統各有優劣，適用于不同規格的電池包。明顯地，每種BTMS可分為被動與主動兩類，如表?1 和表?2 所示。

表1 被動BTMS系統的優點和缺點

表2. 主動BTMS系統的優點和缺點

通過自然通風的空氣冷卻是最廉價、最簡單的電池包冷卻方式，但由于其熱容和傳熱系數都較低，難以滿足大多數電動汽車的散熱需求。因此，它僅適用于充放電速率低、體積小且環境溫度適宜的短途車型。

熱管能夠被動工作并具有高于空氣冷卻的傳熱效率，但其冷凝段體積大、溫度難以精控，且冷凝器仍需額外冷卻，使其在整車集成時面臨空間和系統復雜度挑戰。為減少冷凝段占用空間，一般將冷凝器傾斜布置以節省體積。

相變材料作為被動BTMS具有吸熱量大、可在相變溫度下長時間維持恒溫的優點，同時無需主動冷卻部件，系統緊湊。然而，PCM在熔融后需較長時間重新固化，液態時存在泄漏風險，其高潛熱僅在狹窄溫度區間內可用，難以應對電池包內的快速溫升或驟冷。對于有機PCM，還需警惕熱失控時的可燃性；無機PCM則存在多次相變后化學穩定性差、熔點高、比重大等問題。鑒于此，可在熱工況相對穩定且已采取阻燃措施的車型中采用有機PCM?BTMS。為提升PCM系統質量，其容器應增強導熱、防止泄漏并保證多次循環的均勻性，因此帶導熱涂層或鰭片結構的封裝容器是理想選擇。

針對長途快充車型，其大容量電池包在高熱負荷下需要主動冷卻系統來精準調控散熱能量。通過強制對流的風冷，可依據熱負荷調節風速，實現所需的散熱效果；借助J型通道等優化進、出口結構，還能進一步提升冷卻性能。但風冷BTMS也存在風道內氣流紊亂導致冷卻不均、空氣低傳熱系數和比熱容帶來的能效瓶頸。可通過在電池包內增設多點進氣口、在關鍵區域布置多孔鋁沫或安裝熱沉等方式補償這些缺陷。

在實際應用中，大多數電動汽車仍以液冷BTMS為主，因為液體通常具有高于空氣的傳熱系數和比熱容。對于棱柱或軟包電池，冷卻板能覆蓋更大受冷面積，但鋁或銅冷卻板自重大，會顯著增加整車質量；且液體沿冷卻板流動時會逐漸升溫，靠近出口區域的散熱性能較差，需并聯多路通道以改善均勻性。與冷卻板相比，導熱軟管更輕便、柔性好，可根據電池幾何形狀設計管路，但同樣存在出口末端散熱差和管路泄漏風險，需定期檢修更換。

浸沒冷卻通過直接將電池包浸入介電液中，最大化受冷面積，并利用介電液高比熱實現卓越的快充快放性能；其不可燃性也能大幅降低熱失控風險。但介電液成本高、用量大，因而更適合高性能、高熱負荷車型。

熱電制冷器可精細調控電池包散熱量，但自身制冷效率有限，需與風冷或液冷系統聯合使用，以實現精確控溫。

綜上所述，各BTMS方案各有側重：風冷適合輕量短途，液冷勝在高熱負荷，PCM被動高效，TEC精控精準；混合系統則可兼顧多種優勢，但也會提高系統復雜度和成本。在具體車型選型時，應根據電池包規格、散熱需求和整車集成約束，權衡各方案優劣，選擇最優的單一或混合BTMS組合。

09結語

本文回顧了電池熱管理系統（BTMS）技術的最新進展，重點探討了空氣冷卻、液冷、相變材料（PCM）和熱電冷卻四種方案的優劣，并對多種混合系統進行了分析。空氣冷卻能耗最低、維護簡單、成本最低，適用于熱負荷較低的短途電動汽車；液冷換熱系數高、比熱容大、溫度分布均勻，但成本、重量和維護需求也更高，適合長途高熱負荷場景；PCM系統可在相變過程中被動吸收大量熱量，但熱導率低、潛熱有效溫度范圍窄，適用于熱負荷穩定且環境溫度恒定的應用；熱電冷卻溫度控制精準，但單獨使用時制冷效率不足，需與風冷或液冷等方式聯合使用；混合BTMS則可綜合多種方案的優勢，卻會帶來更高的系統復雜性和成本。因此，在選型與設計時，應充分權衡各方案的特點與實際需求，選擇最優的混合或單一BTMS組合。