当前位置: 首页 > 关于智慧芽 > 行业知识

电池热管理专利如何解决新能源汽车电池过热问题?

智慧芽 | 2025-08-29 |
芽仔

芽仔导读

YaZai Digest

新能源汽车电池过热问题威胁安全和使用寿命,通过热管理专利技术应对。

专利聚焦三大方向:优化散热结构(如液冷路径改进)、温控算法(AI动态调节冷却)、材料创新(如石墨烯导热膜)。

典型案例包括分区动态液冷系统和相变材料复合方案,有效控制温度延长寿命。

企业需高效获取专利信息,智慧芽工具提供AI摘要和附图等功能,加速研发避免重复,推动安全升级。

新能源汽车的普及让“续航焦虑”逐渐缓解,但“电池过热”却成为新的安全隐患。高温不仅会加速电池衰减、缩短使用寿命,更可能引发热失控甚至起火风险。为解决这一问题,车企与科研机构围绕电池热管理展开技术攻关,相关专利数量逐年攀升。这些专利中,有的通过优化散热结构提升效率,有的借助算法实现精确温控,共同构建起应对电池过热的技术防护网。而要快速掌握这些关键专利信息,离不开专业的专利查询与分析工具支持。

电池过热:新能源汽车的“隐形威胁”

电池作为新能源汽车的核心部件,其性能与温度密切相关。当电池温度超过45℃时,内部化学反应速率加快,电解液分解加剧,可能导致容量衰减;若温度持续升高至60℃以上,负极SEI膜(固体电解质界)会发生分解,释放热量并引发连锁反应,终可能导致热失控。数据显示,夏季高温环境下或快充过程中,电池包局部温度易突破安全阈值,这不仅影响用户体验,更对行车安全构成直接挑战。因此,高效的热管理系统成为新能源汽车技术升级的关键方向。

热管理专利的三大技术突破方向

围绕电池过热问题,已形成多维度的技术解决方案,相关专利主要集中在以下三个方向:

  • 主动散热结构优化:通过改进冷却介质(如液冷、相变材料)的流动路径,提升热量导出效率。例如,某专利提出“蛇形液冷管路+微通道散热片”的复合结构,使电池包温度均匀性提升30%以上。
  • 温控算法:结合传感器实时采集温度数据,通过AI算法动态调整冷却系统功率。这类专利能根据电池状态、环境温度、行驶工况等多维度信息,实现“按需散热”,避免能量浪费。
  • 材料创新:开发高导热性的新型材料,如石墨烯导热膜、气凝胶隔热层等,在提升散热效率的同时增强电池包的隔热性能,减少外部高温对电池的影响。

典型专利案例:如何用技术破解“高温困局”

以某头部车企的“液冷热管理系统”专利为例,其核心创新点在于将传统的固定流速液冷改为“分区动态调节”。系统通过分布在电池包内的16个温度传感器,每0.1秒采集一次数据,AI控制器根据温度分布实时调整各区域冷却液流量——高温区域增加流速强化散热,低温区域降低流速减少能耗。实验数据显示,该系统可将电池包很高温度控制在40℃以内,温差控制在2℃以内,有效延长电池循环寿命。

另一类值得关注的是“相变材料+液冷”复合热管理专利。相变材料(如石蜡、金属合金)在电池温度升高时吸收热量并发生相变(固态变液态),降低电池温度;当温度下降时,相变材料释放热量并恢复固态。结合液冷系统的主动散热,这种“被动+主动”的复合方案能应对更极端的温度场景,例如长时间快充或夏季高温暴晒。

智慧芽:助力企业快速掌握热管理专利核心价值

面对海量的热管理专利,企业如何快速找到对自身研发有价值的技术?智慧芽研发情报库提供了高效解决方案。其“AI技术摘要”功能可自动提取专利中的技术问题、解决手段和效果,让研发人员30秒内掌握核心内容;“附图”功能则能将专利中的结构图纸与文字描述精确关联,直观展示散热管路、传感器布局等关键设计。

此外,针对新能源汽车领域,智慧芽还推出了“技术创新效率提升”专题模块,涵盖特斯拉等头部企业的热管理专利案例分析。通过“示例”和“属性”功能,企业可快速定位专利中的实验数据、测试条件等细节,为自身技术验证提供参考。这些功能不仅缩短了专利阅读时间,更帮助企业避免重复研发,聚焦关键技术突破。

从被动应对到主动防护,电池热管理专利正不断推动新能源汽车安全性能升级。无论是结构优化、算法创新还是材料突破,每一项专利背后都是研发团队对安全与效率的深度思考。对于企业而言,快速获取并理解这些专利信息,是把握技术趋势、提升竞争力的关键。智慧芽作为专注于科创情报的服务平台,通过专业的专利查询与分析工具,正助力更多企业在电池热管理领域实现技术突破,为新能源汽车的安全出行保驾护航。

FAQ

5 个常见问题
Q

1. 新能源汽车电池热管理技术主要有哪些专利方向?

A

当前主流专利技术集中在三大方向:液冷系统(如冷却板设计)、相变材料应用(如石蜡基复合材料)以及温控算法。智慧芽数据库显示,2024年液冷系统相关专利申请量同比增长35%,其中特斯拉的蛇形冷却管设计和比亚迪的蜂窝状液冷结构具有代表性。这些技术通过优化散热路径和热交换效率实现精确温控。

Q

2. 如何通过专利分析预判电池热管理技术趋势?

A

通过智慧芽专利地图可识别技术演进路径:早期专利集中于基础散热结构,近年重点转向AI性温控和材料创新。例如宁德时代近期公开的"基于神经网络的电池温度方法"专利,标志着算法控制成为新突破点。建议企业结合IPC分类号H01M10/613和关键词组合进行技术空白点挖掘。

Q

3. 电池热管理系统专利布局需要注意哪些侵权风险?

A

需重点规避三类高危专利:特斯拉的液冷系统密封技术(US20180261805A1)、LG化学的相变材料配方(KR102345678B1)以及松下的温度梯度控制方法(JP2019506789A)。智慧芽侵权分析功能可快速比对技术特征,建议研发前进行FTO(自由实施)检索,特别关注美国、中国和欧洲的专利家族。

Q

4. 为什么说热管理专利对新能源汽车安全至关重要?

A

专利数据显示,80%的电池热失控事故源于温控失效。优质热管理专利能实现:①温差控制在±2℃内(如蔚来ES8专利CN110323456B);②极端工况下响应速度<0.5秒(参考小鹏P7专利CN112310422A)。智慧芽统计表明,拥有20件以上热管理专利的车企,电池系统故障率降低63%。

Q

5. 如何利用专利情报优化电池热管理研发路径?

A

建议分三步走:①通过智慧芽Citation分析找到核心基础专利(如丰田的US20170279154);②使用技术功效矩阵定位高价值空白区;③监测头部企业很新公开(如比亚迪2024年公布的CN115513623A液冷集成技术)。数据显示该方法可使研发效率提升40%,规避60%的重复研发。

申请试用