电动汽车和数据中心的热管理的未来

  在电动车(EV)技术发展中，电池的角色至关重要。然而，为实现整车性能的最优化，动力系统的综合考量和对乘客舱温度调节系统的协同作用不容忽视。其中，电机和电力电子设备的热管理同电池的重要性不相上下。

  过往，电动车市场主要是采用被动冷却或强迫空气冷却电池技术，如今这一趋势已转向利用冷板和冷却通道的液体冷却。据研究，95%的电动汽车市场已采纳该技术。进一步来看，以单体直接组装(cell-to-pack)和单体直接车身(cell-to-body)为代表的电池集成设计，由于倾向于使用大型单体，减少了冷板设计的复杂度。比如，比亚迪的刀片电池组只需单一大型冷板即可。特斯拉的4680电池包因单体数量减少，降低了对冷却通道的需求。

  与此同时，热界面材料(TIM)的应用也随之变革，不仅使用量减少，单体可直接与冷板粘合，要求TIM具备更强粘接能力。IDTechEx调研指出，尽管TIM用量下降，但热导性粘合剂的成本超过传统填充材料，可保持相似的单车收入水平。预计未来十年，随着电动车市场的持续扩展，TIM的年收益将比去年增长5.6倍。

  对于电动机而言，则面临着不同的热管理挑战。传统水套冷却逐步被油冷取代，这有助于直接将冷却剂与电机绕组接触，并在去除水套的同时减少电机尺寸。据预计，在2023年上半年，油冷电动机在市场的占比将达到65%。考虑到未来的成本与性能需求，油冷技术在市场中的优势将更为显著。

  同样，随着电动机转向油冷，电力电子装置也也许会出现同样趋势，尤其是那些采用碳化硅技术的装置。与硅IGBT相比，SiC制品在MOSFETs上产生了更高的热通量。标准做法是，逆变器和电机在同一水循环系统享冷却。考虑到更有效的热接触，采用油冷却逆变器芯片的方案已出现，但这可能意味着驱动装置中的水循环系统被淘汰。尽管目前尚未大规模采用这种方法，但随着SiC技术的普及及驱动系统整合度的提高，相应的应用案例有望在本十年末出现。

  EV火灾的风险仍然是业界和公众关注的焦点。尽管统计多个方面数据显示EV的火灾风险远低于燃油车，但火灾若发生，由于电池的易燃化学品和热失控现象，可能会引起火灾难以控制。因应此风险，预计至2033年EV防火材料市场需求或将比去年增长13倍。

  对此，全球各地区的监管进展缓慢。中国率先（自2021年1月1日起）要求在热事件发生后5分钟内提醒乘客，以便及时撤离。在科技发展的快速变化下，各地制定的规定仍在追赶中。无论规制怎么样发展，压力始终在于要求汽车制造商提供更有效的检测和防火手段。

  在热管理材料的选择上，市场主要是采用云母片或陶瓷毯，为电池组提供电隔离和火防保护。特斯拉Model 3首发时应用的环氧封装技术，消除电池组内的氧气，同样增强了防火安全。

  另一个热管理挑战来自数据中心领域。随着GPU热设计功率在17年内增长了四倍，传统的风扇和空调冷却方法已难以应对，液体冷却因此成为替代方案。这一方法不仅提升了冷却效率，也有助于实现与现有系统的无缝衔接。在液体冷却领域的工业合作日益加深，IDTechEx预计到2033年数据中心液体冷却市场规模将超过9亿美元。

  数据中心和电动车领域的浸没式冷却尚处在起步阶段。虽然批评不断，却出现了以微软Azure服务使用两相浸没式冷却试点，以及Meta在2022年与Iceotope合作，将标准高密度储存从空气冷却转变到单相浸没冷却。另外，领先的加密货币挖矿解决方案提供商Minerbase在2023年5月推出一个浸没式冷却数据中心，等等的标志性的合作项目。随着对高性能计算需求的增长，浸没式冷却预计将在冷却剂供应商、硬件制造商及最终用户中迎来市场机遇。

  在电动车电池领域，尽管浸没式冷却技术提高了热均衡性，省去了冷板和TIMs的需要，但由于液体的热导率低及电池密封难度等因素，其应用面临挑战，预计仅在特殊领域（如高性能或高成本的电动车）采用。尽管如此，随着电动车市场的增长，IDTechEx预测到2027年，浸没式冷却液体的需求将比去年增长8倍。

  电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高单位体积内的包含的能量，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能确保单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统 。 1 电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块

  电池管理系统 /

  与ST的长期工程和零件供货合作助力赛米控新eMPack®电源模块系列赢得首张10亿欧元大单 2022年5月25日，中国 - 服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体(STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码:STM)宣布，为世界上的排名前列的电源模块系统厂商 赛米控（Semikron）的eMPack®电动汽车电源模块提供碳化硅(SiC)技术 。 该供货协议是 两家公司为期四年的技术合作开发成果 。采用意法半导体先进的 SiC 功率半导体，双方致力于在更紧凑的系统中实现卓越的能效，并在性能方面达到行业标杆。SiC 正迅速成为汽车行业首选的电动汽车牵引驱动的电源技术，有助于提高行驶里

  驱动系统中集成碳化硅功率技术 /

  今天彭博社发布了《Long-Term Electric Vehicle Outlook》，预测 2020 年全球乘用车市场下降 23%，新能源汽车市场销量下降 18%，在说不好的消息的时候随后爆料了欧盟的绿色经济复苏计划，欧洲如果决定在整体对 BEV 免征增值税，并且贷款 200 亿欧元支持买电动汽车，并设置 400-600 亿欧元的基金，并且充电设施投资加倍，一系列的做法能兑现多少引人关注。从目前来看，今年的全球的汽车行业和电动汽车都会遭受到困难，就是后续企业和政府引导博弈中到底转向有多快，能有多少实质性的推进。 01 彭博社 BNEF 对于 2020 年电动汽车的销量预测 首先 BNEF 预测对近几年的电动汽车销售做了

  前端时间公安部下发了《关于加强居民区电动车火灾防范工作的通知》，这里的电动车指（电瓶车、电动摩托车和电动三轮车），我们这次来谈一谈 电动汽车 的 消防 安全。   电池 汽车相比较与传统汽车的安全性的问题，主要是高压和锂电池的安全问题。锂电池的爆炸和燃烧是热失控的一种表现现象，根本原因是三元电极材料热分解的时候产生的热量高于磷酸铁锂，并产生氧气。     第一部分 电动汽车消防配置 美国NFPA《电动汽车应急指南》参考文件1、美国国家公路交通安全管理局《装备高压电池的电动和混合动力车暂行指南》推荐使用持续、大量的消防水作为灭火剂     这里的考虑点对于车来说主要是： 高压电池有保

  首谈CTC，那就要了解为什么大家对CTC感兴趣。众所周知电池系统对于电动汽车来说就是白花花的银子，对于消费者或生产厂商来说也是一大笔财富，转化而来就是成本高。要想解决这一个痛点就得先介绍一下它的由来，这样大家才能明白开发这个技术的重要性。 01 CTC的起源 电池系统早些年是从模组发展过来的，最初十几年前大众汽车依据电池排组的方式生产了一块标准电芯（VDA标准电芯），随着电动汽车的发展VDA标准电芯逐渐演化为标准模组，从而进入到电动汽车电池组领域，从此一发不可收拾，电动汽车就这样简单地进入大众消费者视野。 最初一批接触电动汽车的消费的人在使用的过程中发现很多尴尬之处，不仅续航差，而且还贵。此时电池系统厂家就开始烧脑去解决这一个问题

  正如各大网络公司纷纷下乡刷墙一样，新能源汽车厂商也对农村市场蠢蠢欲动。去年，全国卖出36万辆电动车，其中大部分是低速电动车，能上牌的只有1.73万辆。     3-4万元的售价和足以应付短途代步的续航能力，使得低速电动车在过去几年迅速占领中国三 四线城市、城乡结合部和农村市场。在山东省， 2013年低速电动车的销量就达到了17.5万辆，占到全省乘用车销量的近10%，尤其集中在聊城、 德州、济宁、淄博、潍坊和一些县级城市。     根据工信部在2012年出台的《纯电动乘用车技术条件》，纯电动车的国家标准为最高车速不低于每小时80公里，续航大于80公里，即所谓的双80国标，这一标准将一系列不合乎条件的低速 电动车排除

  在日前召开的中国电动汽车百人会2016年年会上，中科院物理所研究员李泓向记者指出，目前电动汽车的发展如火如荼，大家都关注在纯电动汽车的核心技术方面如何取得革命性突破。从电池领域来看，“首先应该是做出第三代锂离子电池，之后是固态的锂电池，终极目标可能是固态锂空气电池”。     对于纯电动汽车来说，提高电池的单位体积内的包含的能量意义重大，因为这在某种程度上预示着更强的续航能力。目前，能够量产的动力电池水平基本在180瓦时/千克左右。李泓认为，如果未来电池的单位体积内的包含的能量做到300瓦时/千克，纯电动汽车一次充电就能够行驶470公里，基本能完全解决消费者里程焦虑的问题。     李泓介绍，2013年11月，中科院启动了相关战略先导专项研究，希望在动

  近日，从全国汽车标准化技术委员会获悉，在该标准化技术委员会电动车辆分技术委员会于4月底举行的重庆会议上，《电动汽车传导式充电接口》、《电动汽车充电站通用要求》、《电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议》和《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》4项标准，顺利通过审核检查成为电动车“国家标准”。 新能源汽车迎来“标准”时代 截至目前，我国已制定并发布了新能源汽车相关国家标准和行业标准共计42项，其中22项已列为新能源汽车产品准入的专项检验标准。 据悉，在《电动汽车传导式充电接口》等四项标准成为国家标准之后，还将有《燃料电池电动汽车加氢口》、《车载氢系统技术条件》、《燃料电池电动汽车最高车速试验

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