这些技术的进步为BTMS的未来研究方向提供了宝贵的洞见，旨在通过先进的热管理解决方案，提高电池的性能和可持续性，确保锂离子电池在285K至310K的最佳性能温度范围内稳定运行。
1.简介
风道改进：科学家们广泛研究了改变气流模式的风冷方法，如X型双进双出对称风冷BTMS，与对称风冷系统相比，显著降低了电池包的最高温度、温差和功耗；蜂窝型圆柱电池包配空气分配板和仿生散热器，降低了电池包内的最高温度和温差；基于热 - 流体耦合拓扑优化设计的多进/出风口冷却框架，提高了冷却效率和温度均匀性，适用于电动汽车和混合动力汽车。
电池排列改进：非垂直结构Z型风冷BTMS，降低了电池的最高温度和温差，提高了冷却性能和温度均匀性；采用物理模拟和进化算法优化的交错排列BTMS，改善了锂离子电池包的热管理。
添加翅片结构：使用径向翅片的锂离子电池风冷BTMS进行实验和计算分析，发现径向翅片可显著提高冷却效率；带导流板和脂质有机液体冷却剂的直流冷却BTMS，实现了较低的平均表面温度和温差，为高效电池热管理提供了创新解决方案。
冷板优化：优化冷板对提高液冷系统热效率至关重要，如引入集成相变材料和蜘蛛网状液冷通道的混合BTMS，能在高放电率下保持电池模块温度低于40°C；菱形流道冷板提高了液冷BTMS的效率。
冷却通道改进：改变冷却通道形状等可增强散热、确保温度均匀、降低能耗和优化系统性能。圆柱形锂离子电池液冷设计发现，迷你通道圆柱（MCC）冷却性能好但温度变化大、制造复杂，通道冷却散热器（CCHS）温度分布更均匀；集成仿生螺旋翅片和嵌入式集成冷板的BTMS，通过数值实验优化结构设计，提高了冷却和预热效率；平行三明治冷却结构，相比串联冷却系统降低了电池包的平均温度、最高温度和温差。
PCM - 风冷混合系统：将PCM与风冷相结合可减少电池包温度梯度和热点，如混合BTMS结合PCM和空气冷却，并采用仿生可变截面翅片，通过延迟空气冷却策略降低功耗；蜂窝状设计对蓄热冷却系统的增强作用；PCM覆盖棱柱形电池极片并通过Z型空气通道的创新设计，提高了热性能。
PCM - 液冷混合系统：PCM与液冷结合具有诸多优势，波浪形微通道冷板与PCM的混合系统，改善了圆柱形锂离子电池包的主动和被动冷却，保持温度均匀；利用复合相变材料体积变化控制冷却水流的被动热调节器，降低了最高电池温度，提高了温度均匀性和波动控制，展示了被动热管理系统在不同运行条件下提升电池性能和寿命的潜力，该混合系统还具有传热效率高、温度均匀性好、可靠性高、节能、可扩展和可定制等优点，适用于各种电池应用场景。
热电冷却原理与优势：热电冷却器（TEC）利用珀尔帖效应通过电流驱散介质中的热量，具有设计轻巧、紧凑、噪音小、操作简单和寿命长等优点，在众多行业广泛应用。热电发生器（TEG）则利用塞贝克效应将热能转化为电能。
TEC在BTMS中的应用及成果：基于TEC的BTMS，其创新电池包设计结合了丙烯酸容器、铜支架、热电冷却系统以及液体和空气循环，显著改善了热管理，降低了电池温度；TEC - TEG混合BTMS，结合热电冷却和发电与强制空气，有效降低了单个磷酸铁锂（LiFePO₄）电池的表面最高温度。
风冷：风冷方式包括自然对流和强制对流，具有简单、低成本和易于维护的优点，但在高温环境下效率显著降低。改进措施如风道改进（X型、蜂窝结构、多进/出风口等设计）、电池排列改进（如Z型和交错排列系统）和添加翅片结构（径向翅片和导流板等）能显著提高风冷BTMS的性能，有助于维持电池温度在最佳范围，提升电动汽车锂离子电池的整体性能和安全性。
液冷：液冷方法（包括液体间接冷却LIDC - BTMS和液体直接冷却LDC - BTMS）对电动汽车等高要求应用非常有效，其传热能力优于风冷，适用于高功率密度场景。冷板优化（如蜘蛛网状、迷你通道和菱形流道冷板）和冷却通道改进（优化流体流动、采用波浪形微通道、增加散热表面积、使用先进材料）可提高冷却效率，PCM与液冷结合的混合系统能进一步提升温度控制能力，确保电池在极端条件下性能稳定。
PCM冷却：PCM冷却提供被动热管理，相变时吸热，能有效维持电池温度一致，但长时间高功率运行需补充主动冷却系统。不同形状（方形、圆形、矩形）的PCM配置可优化特定温度范围的热管理，与风冷或液冷结合的混合PCM系统能提高温度调节和能源效率，尤其在高放电率时有效，创新设计（如先进翅片结构和优化配置）可增强传热效率、减少温差并延长电池运行时间，适用于多种应用场景。
热电冷却：热电冷却器（TEC）利用珀尔帖效应有效控制温度，具有紧凑、低噪和长寿命等优点，适用于BTMS。混合TEC - TEG系统利用TEC和TEG的优势显著提高冷却效率，降低电池温度；TEC与PCM或翅片结合的主动 - 被动混合系统增强了温度调节和能源效率，在高放电率下有效；创新TEC设计（如双主动冷却系统和带冷板的TEC）提供了先进热管理解决方案，在极端条件下保持电池温度在最佳范围，通过与其他冷却技术集成和系统设计优化，可显著提升电池性能和安全性，适用于电动汽车等高要求场景。
风冷系统成本效益高，初始和维护成本低，适用于对冷却性能要求适中且追求系统简单性的应用，但在高热负荷下效率较低。
液冷系统冷却效率和可靠性高，适用于电动汽车等高需求应用，但成本较高且复杂，涉及能源消耗。
PCM冷却方法成本效益较好，运行成本低，系统复杂性适中，适用于需要持续热管理且能耗低的应用，如被动冷却场景。
热电冷却方法性能高、控制精确，适用于对温度管理要求严格的高端应用，但成本和能耗较高。
