鋰電池組復合相變材料熱管理技術研究.pdf

1、動力鋰離子電池作為新能源電動汽車的核心部件及汽車的動力來源，目前在世界范圍內受到人們的廣泛關注。在影響電池性能、壽命和安全性的因素中，溫度是至關重要的。合理高效的熱管理系統(tǒng)能將電池溫升控制在合理范圍內，從而可改善電池的性能和延長壽命，故對鋰離子電池的熱管理方式進行研究具有重要意義?；谙嘧儾牧系臒峁芾硐到y(tǒng)由于相變潛熱高而具有良好的應用前景。
　　本文通過搭建鋰電池組散熱實驗系統(tǒng)，探究了放電倍率、熱管理方式對鋰電池溫升及溫度均勻性的

2、影響。實驗結果表明，電池表面的溫升會隨著放電倍率的增大而變大;與空氣冷卻和純石蠟冷卻相比，復合相變材料熱管理方式能夠更加有效地降低電池表面溫度，并且在放電倍率較高時，復合相變材料熱管理方式此優(yōu)勢更加突出;隨著放電倍率的增大，電池組內和單塊電池表面的溫度差均在增大。與純石蠟熱管理方式相比，復合相變材料熱管理方式可以使得電池組以及單塊電池呈現(xiàn)出更好的溫度分布均勻性。
　　根據(jù)實驗結果分析以及鑒于實驗手段有限，本文采用數(shù)值模擬方法進一步

3、剖析了復合相變材料厚度對電池表面溫度的影響規(guī)律，以優(yōu)化電池熱管理系統(tǒng)結構，提高其緊湊性。文中建立了與實驗相對應的電池與復合相變材料組合模型，并與實驗結果進行了驗證。模擬結果表明，在低倍率放電時，復合相變材料厚度的改變對電池表面溫度和有效熱管理時間的影響很小;而在高倍率放電時，復合相變材料厚度減小對電池表面溫度和有效熱管理時間的影響很大，而復合相變材料厚度增加對電池表面溫度和有效熱管理時間的影響很小。
　　由于電池經(jīng)歷連續(xù)充放電循環(huán)

4、時會導致相變材料融化完全而喪失冷卻能力，因此在被動熱管理系統(tǒng)中加入主動冷卻方式可加快相變材料的凝固使其恢復冷卻能力。本文將通空氣的圓管加入到復合相變材料中，構建了水平圓管外復合相變材料相變過程模型進行數(shù)值模擬研究。模擬結果表明:由于自然對流的作用，圓管下方的液態(tài)復合相變材料比其他位置的復合相變材料更快凝固;在圓管體積占總體積6％時，圓管數(shù)目為20時的復合相變材料凝固速率比圓管數(shù)目為10時的凝固速率大14.2％且遠遠超過圓管數(shù)目為5時的凝