《RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS》：Thermal management of electric vehicles batteries under drive cycles: A review
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电动汽车电池热管理系统（BTMS）在不同驾驶循环下的性能研究。通过分析2022-2025年107篇文献，发现严苛驾驶循环（如HWFET）需主动冷却维持电池温度，而城市驾驶循环（UDDS）可自然散热达标。优化策略使热效率提升22.3%，冷却剂用量减少73%。研究提出需加强大规模电池包及电池老化对BTMS影响的研究。
阿卜杜勒拉赫曼·加斯姆塞德（Abdelrahman Gasmelseed）|玛丽亚姆·努曼·阿尔马拉利（Maryam Nooman AlMallahi）|马哈茂德·埃尔根迪（Mahmoud Elgendi）
阿拉伯联合酋长国阿莱因市，阿拉伯联合酋长国大学工程学院机械与航空航天工程系
摘要
电动汽车（EVs）为减少交通运输领域的温室气体排放提供了一条途径。全球向电动汽车的转型增加了对更可靠的电池热管理系统（BTMSs）的需求，尤其是在各种驾驶条件下。这种需求促使人们开发标准化驾驶测试（驾驶循环），以在实际驾驶条件下测量BTMSs的性能。本文对现有BTMS文献中记录的各种驾驶循环下的BTMS研究进行了全面分析。首先介绍了动态驾驶循环电池热建模技术，包括电化学建模、等效电路建模和基于机器学习的建模方法。根据所研究的驾驶循环和电池模块，本文对相关研究进行了分类。结果表明，像高速公路燃油经济性测试（HWFET）这样的严苛驾驶循环需要主动冷却才能确保电动汽车的最佳性能；而城市测功机驾驶计划（UDDS）这种较为温和的驾驶循环则无需主动冷却即可维持所需的电池温度。此外，一些研究还开发出了优化的BTMS控制策略，使热效率提高了多达22.3%，冷却剂使用量减少了多达73%。基于这一全面分析，本文指出了关键挑战，并提出了未来在大规模电动汽车BTMS性能研究方面的工作方向，以及电池老化和循环对BTMS性能的影响。本文强调了在标准驾驶循环条件下研究电动汽车BTMS性能的重要性。
引言
电动汽车（EVs）是减少交通运输领域温室气体排放的一个有前景的解决方案[1]。与内燃机车辆相比，电动汽车具有更低的环境影响和更高的能源效率[2]。锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命而成为电动汽车中最常用的储能选项[3]。尽管具有这些优点，锂离子电池仍存在与温度相关的问题，例如寿命高度依赖于温度，以及在极高工作温度下存在火灾和爆炸的风险[4]。
这些与电池温度相关的问题促使人们广泛研究电池热管理系统（BTMSs）。BTMSs可分为空气冷却型[5]、液体冷却型[6]、相变材料（PCM）冷却型[7]和热管（HP）冷却型[8]。许多综述文章探讨了BTMSs的不同方面。其中一篇综述分析了极端快速充电条件下的BTMSs[9]，指出大多数数值研究使用了简化的热生成模型，并指出液体冷却型BTMSs在维持最佳热条件方面具有最大的潜力。另一篇综述全面总结了BTMS优化研究的最新进展[3]，强调了在实时预测BTMS性能方面应用人工智能和机器学习技术的潜力。表1总结了最近的BTMS综述。
之前的BTMS文献综述主要集中在恒定放电电流下的BTMS性能[14][15][16]，但实际上电动汽车的驾驶电流模式是不规则的[17]。假设恒定放电电流限制了人们对动态驾驶条件下BTMS性能的理解，而且这些研究也不适合用于实际电动汽车性能分析[18]。因此，一些研究在真实驾驶条件下探讨了BTMS的性能。然而，此前没有综述文章专门关注不同驾驶循环下的BTMS性能。本文旨在对不同驾驶循环条件下的BTMS研究进行全面的分析。
本文首先简要解释了电池热生成和热管理技术（第2节），讨论了锂离子电池的热限制及不同的BTMS技术（第3节），然后概述了不同的驾驶循环测试标准及动态建模方法（第4节），接着对不同驾驶循环条件下的BTMS研究进行了全面分析和分类（第5节），最后总结了文章的主要观点（第6节）。图1展示了本文的结构。
章节片段
电池热生成机制和热管理系统
本节介绍了锂离子电池的热生成机制，并探讨了在不同驾驶循环条件下的动态电池热生成建模原理。
驾驶循环测试标准和动态电池热生成建模
本节简要概述了不同的驾驶循环测试标准和速度曲线，随后描述了在不同驾驶循环条件下的动态电池热生成模型。
不同驾驶循环条件下的BTMS性能研究
为了全面、准确地回顾BTMS驾驶循环研究的文献，我们使用Scopus数据库进行了详尽的搜索。搜索范围涵盖了2022年至2025年的研究文章，以捕捉BTMS评估领域的最新进展和趋势。
搜索共发现了107篇研究文章。在筛选阶段，我们对所有识别出的文章进行了进一步审查。
结论
本文全面分析了不同驾驶循环条件下的BTMS研究。首先从锂离子电池的热生成机制和热限制以及动态电池建模技术的基础讨论入手，简要介绍了常见的驾驶循环标准。随后概述了不同的BTMS技术，并重点介绍了各系统的最新研究进展。最后，本文对BTMS在不同驾驶循环条件下的性能进行了深入分析和分类。
未来工作建议
本文指出了电动汽车BTMS研究在不同驾驶循环条件下面临的若干限制和挑战，提出了以下未来研究方向以填补这些研究空白：
•应进一步研究大规模电动汽车电池组。现有文献中的大多数BTMS研究集中在小型电池模块上，这些电池模块的电池单元数量有限，这样做是为了降低研究的计算和实验成本。
关于写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在撰写本文时，作者使用了ChatGPT和Grammarly工具来重新表述句子并改进语言表达。使用这些工具/服务后，作者对内容进行了必要的审阅和编辑，并对发表文章的内容负全责。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢阿拉伯联合酋长国大学、研究办公室以及国家水资源与能源中心在项目编号12R303和12R296下的支持。
