来源 | The Innovation Energy

链接 | https://doi.org/10.59717/j.xinn-energy.2026.100134

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背景介绍

电动汽车锂离子电池需维持 293.15-323.15 K 工作温度、ΔT<5 K，否则会导致性能衰减、热失控等问题；开发有效的电池热管理系统（BTMS）来控制锂离子电池的工作温度是至关重要的，传统 BTMS 多单一功能，缺乏余热回收能力。

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成果掠影

近日，清华大学曹炳阳联合长安大学陈昊团队提出一种整合热电模块（TEM）、相变材料（PCM）和液冷（LC）的混合电池热管理系统（BTMS）；核心创新是实现 TEM 的双重功能：1-4C 放电时，PCM + 热管组成的被动冷却系统维持电池最高温度（Tmax）<323.15 K、温差（ΔT）<5 K，TEM 以热电发电机（TEG） 回收余热发电，输出随放电率升高而提升；5C 高放电率下，被动冷却不足，TEM 切换为热电制冷器（TEC） 结合 LC 主动冷却，将 Tmax 从 323.74 K 降至 321.51 K，且 LC 降低 TEC 热端温度以减少能耗。通过340 秒延迟激活主动冷却策略，TEG 发电时间延长 340 秒，主动冷却时长减少 47.2%；优化 LC 质量流量后，3C 放电时系统净能量达最大值53.60 J，为电池热管理提供了兼顾控温效率与能量回收的创新方案。研究成果以“Thermoelectric-based battery thermal management with cooling and energy recovery” 为题，发表于《The Innovation Energy》期刊。

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图文导读

图1.（A）混合BTMS的物理结构。（B）电池在不同放电速率下的产热速率。

图2.（A）TEG内阻和输出功率对不同热梯度的依赖性。（B）栅格数量对电池Tmax的影响。（C）模型节点。

图3.（A）系统的热性能;（B）TEG的性能;（C）TEG冷/热侧的温度分布特性。

图4.具有不同主动冷却配置的系统性能：（A）电池的Tmax;（B）电池的Tmax;（C）系统输入功率。

图5.实施操作策略后的系统性能：（A）系统的热性能;（B）TEG的输入电压及其温度分布特性。

图6.不同质量流率下系统的净能量。