成组结构对锂离子电池相变热管理性能的影响

摘要：

基于相变材料的锂离子电池热管理系统相对于基于风冷、液冷、热管的电池热管理系统,具有无外加能耗、结构简单、温度均匀性好等优势.电池排列方式及间距对模组散热性能影响较大,而通过改进成组结构提升相变热管理系统性能的研究较少.基于有限元方法建立电化学-热耦合模型,通过实验验证模型准确性,采用数值模拟方法,对平行、错列、交叉三种电池排列方式及电池间距对相变热管理系统性能的影响进行研究.结果表明,对于矩形圆柱电池模组,平行排列方式相比于非平行排列方式,对相变材料的利用率更高,整体散热效果更好.放电过程中,电池最高温总体呈上升趋势,并存在减速上升过程,电池间距越小,电池最高温越大,越早出现减速上升;电池最大温差呈上升-下降-上升趋势,上升-下降过程中温差、下降幅度与电池间距成正比,再次上升过程中温差与电池间距成反比;平均相变比例从相变起始时间开始上升,电池间距越小,相变起始时间越早,平均相变比例越大.对于矩形圆柱电池相变热管理系统,电池最优间距为4～5 mm.

关键词：锂离子电池、热管理、成组结构、相变材料

所属期刊栏目：9

分类号：TM912

资助基金：国家自然科学基金项目51976209

在线出版日期：2020-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1526-1538