對電池組而言，保持相似的溫度很重要，因為它會影響電池的内阻，從而影響電池組的整體特性。
锂離子電池在負載下容易發熱，并且在高溫下存在熱失控的風險。熱失控會增加電池發生火災的風險，并随後引發連鎖反應，從而使锂離子電池組和電動汽車不安全駕駛。熱管理系統是一項非常突出的安全功能，通過消除電池組内部的熱量，确保電池組的溫度保持在一定的阈值以下。下圖顯示了在特斯拉電池模塊内部輸送冷卻液的熱交換器管道。
冷卻管覆蓋有導熱和電絕緣材料，可調節模塊内部的溫度，同時也将電池彼此隔離。在彎曲處，使用橙色絕緣膠帶，這種材料稱為Kapton 膠帶，用于改善絕緣。特斯拉電池組中使用的冷卻劑是水和乙二醇的溶液。下圖顯示了溶液在流經電池組時溫度如何升高。
含有水-乙二醇溶液的管道具有專利的波浪形設計，增加了包裝的表面積和包裝效率。下圖取自特斯拉冷卻液管波浪形設計的專利文件。
下圖顯示了高強度測試完成後電池模塊中不同區域的溫度。藍線表示冷卻劑入口，而紅線表示冷卻劑輸出。每個模塊輸出的冷卻液溫度均高于輸入的冷卻液溫度。不同模塊之間也存在着一定的溫度偏差。對電池組而言，保持相似的溫度很重要，因為它會影響電池的内阻，從而影響電池組的整體特性。
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