摘要
电动汽车市场日益成为先进加热技术的主要应用领域。在电动汽车中，加热系统不仅关乎乘客的舒适体验，更是热管理系统的基础—在寒冷气候下确保电芯温度保持在最佳范围内。适宜的热控技术能确保充电更快、更高效，延长续航里程以及电池使用寿命。为此，电动汽车动力电池的加热器必须具备紧凑、重量轻、可靠、节能等特性，并且在严苛工况下经久耐用。
作为新一代解决方案，不锈钢基板厚膜加热器脱颖而出，它凭借高功率密度、设计灵活性以及在恶劣环境下久经考验的稳定性，在亚洲市场被广泛采用。相较于热泵、筒式加热器或正
温度系数(PTC)陶瓷加热器等传统系统，不锈钢基板加热技术效率更高、体积和重量更小，并且热响应速度更快。
本文回顾了传统动力电池加热方法，阐述了不锈钢基板加热技术的性能优势，并剖析了推动热管理创新的市场驱动力，同时通过一项案例研究，展示不锈钢基板加热技术如何助力电动汽车发展。
电池温度预调节为何至关重要
动力电池的最佳工作温度区间为20℃至30℃。为了将电池温度维持在该区间，许多电动汽车利用热管理系统在充电或行驶前对电池进行加热或冷却，这个过程称为“电池温度预调节”。该技术在以下三大关键领域带来性能优势：
加速充电—预调节确保电池能够承受更高的充电速率，从而大幅缩短充电时间。如未经预调节，充电功率可能被限制在20kW左右；而经过预调节的电池，能达到200kW甚至更高（具体取决于充电器规格）。
提升效率与续航—通过预调节让电芯保持最佳温度，从而确保稳定的能量输出以及可预测的续航里程。这一点在寒冷气候下至关重要，因为未经加热的电池，其效率和续航会急剧下降。
延长电池使用寿命——维持理想状态有助于维护化学稳定性，减缓性能衰减，延长使用寿命。
严寒气候的挑战
严寒气候对锂离子电池构成严峻挑战。低温会导致电解质粘度增大、离子迁移减缓、内阻升高及性能下降。低温电池使用快充模式更具风险，因为这样可能引发负极析锂，从而导致永久性损伤。这些效应导致低温电池反应迟钝、效率低下，且充电速度极慢。
当电池以“冰冷”状态抵达充电站时，行程延误往往难以避免。充电启动前，电池管理系统（BMS）必须先调用能量为电池组预热，这会额外增加30至40分钟的等待时间，在充电排队时段，这无疑是雪上加霜。
为了解决这个问题，现代电动汽车普遍采用智能热管理技术。当导航系统检测到路线规划中包含快充站点时，电池管理系统会在行驶途中自动预热电池。通过预判驾驶者的意图，该系统能确保电池在抵达时达到最佳温度，从而实现无延迟快充。
动力电池温度预调节的传统方法
现代电动车采用多种热管理技术进行电池预调节，每种方案在体积、重量、成本及复杂度方面各有取舍。常见方案包括：
热泵
现已广泛应用于电动汽车，热泵利用包含压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器的闭环制冷剂循环来工作。它能从环境空气中提取热量，或回收车辆其他系统的余热，再将这些热量传递至电池的冷却液回路。在温和至中度寒冷的气候下，热泵效率较高，但在极寒环境下，其性能会下降，通常需要配备辅助电阻加热器。热泵的多组件设计也增加了系统的复杂性、重量、成本及维护需求。
筒式加热器
这种圆柱形加热器长期应用于工业设备，以实现精确稳定的温度控制。每个加热器内部都有一根缠绕在陶瓷芯上的电阻丝，用介电材料进行绝缘，并封装于不锈钢护套之中。在电动汽车中，它们被插入到与电池保持热接触的金属板或金属块的钻孔中，通过热传导将热量传递给冷却液，或直接传导至电芯。尽管它在小尺寸空间内具备结构紧凑、高效的特点，但在大面积应用场景下，难以实现均匀加热。这种加热器通常需要多个单元才能加热整个电池组，不仅增加了重量，还可能导致局部热点，从而加速电池衰减。
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