微小通道/相变材料耦合的电池热管理系统传热特性研究

发布时间：2022-01-24 20:58

　　随着能源危机以及环境污染等问题的日益突出,汽车行业作为全球碳排放量较大的产业,其节能减排与可持续发展越来越受到重视。发展低能耗、低排放的新能源汽车已经成为实现汽车工业可持续发展的有效途径。然而动力电池的安全性是目前制约新能源汽车发展的一个重要因素。本文基于动力电池的热安全问题,分别采用了数值模拟和实验研究的方法,研究了锂离子电池的产热特性,并分别针对采用微小通道液体冷却、相变材料冷却以及微小通道/相变材料耦合冷却的电池热管理系统,研究了系统的传热特性。主要研究内容与结论如下:（1）针对磷酸铁锂电池的产热问题,采用实验的方法研究了磷酸铁锂电池在不同放电倍率下温度随时间的变化规律。并采用混合脉冲法对磷酸铁锂电池的内阻进行了测试,建立了相关的产热模型,研究其热量传递与分布规律。结果表明,电池放电倍率越大,放电结束时温度越高。放电倍率从1C增加到2C和3C时,其放电结束时的电池最高温度由38.8℃分别增加至47.2℃和52.3℃,其主要原因是磷酸铁锂电池放电倍率增加,电流引起的产热量增加。同时可见,磷酸铁锂电池在放电初期以及放电末期的产热量较大,这是由于这两阶段电池的内阻值较大所引起的。（2）... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同风道结构的空气冷却式系统

硕士学位论文充放电情况下的冷却性能，Jin 等[54]采用冷板进行电池热管理研究，实明当产热功率为 1240W，流速为 0.9L/min 时，电池的最高温度可以控C 以内。Wei 等[55]采用了冷板对锂离子电池进行了热管理研究，结果显却液的流速有助于控制电池的温升。同时，我们课题组也分别针对方形锂离子电池研究了采用微通道冷板进行冷却[24, 56]和采用微通道套筒结却的热管理系统[57]，结果显示采用液体冷却均能将电池的温度控制在围中。Yang 等[58]研究了采用液态金属作为流体的散热系统，结果表明态金属冷却虽然会增加系统的重量，但是其能够获得更加均匀的温度，泵的功耗。此外，An[59]，Panchal[60]，Shang[61]等人也对液体冷却系统作研究。

2 锂离子电池产热模型的建立实验过程中合计使用 3 个热电偶对电池的表面温度进行检测，这 3 个热电偶紧贴于电池的表面，其分别布置于电池的上部、下部以及电池的中部区域。为了降低实验误差需提高热电偶与电池之间的粘合度，这里将热电偶与电池的接触处涂上薄薄一层导热硅脂，然后用导热胶带贴着热电偶的测点。实验用磷酸铁锂电池以及实验测试平台如图 2-2 所示。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3607290