車用動力鋰離子電池組熱防護(hù)與散熱集成研究.pdf

1、車用鋰離子電池組的安全高效運行依賴于良好的散熱以及熱失控觸發(fā)后有效隔離，然而熱防護(hù)技術(shù)與冷卻措施在熱管理系統(tǒng)中對傳熱特性的需求恰好相悖。針對這一矛盾，提出了在電池模組疊層之間安置由隔熱板與熱管組成的夾層結(jié)構(gòu)。一方面通過設(shè)置隔熱板延緩熱失控的傳遞；另一方面通過合理布置熱管，改善增加隔熱板后電池組的散熱問題。本文采用理論研究、仿真分析結(jié)合實驗、文獻(xiàn)驗證的研究方法，分別建立了鋰離子電池單體電化學(xué)-熱耦合模型、動力電池組強制風(fēng)冷模型以及基于熱管

2、冷卻結(jié)合熱防護(hù)的熱管理系統(tǒng)模型，通過對比分析，驗證熱管冷卻系統(tǒng)與熱防護(hù)技術(shù)集成的熱管理系統(tǒng)可行性。
　　首先，通過實驗數(shù)據(jù)對鋰離子性能進(jìn)行評估，分析研究電池的基本特性?；贑OMSOL Multiphysics軟件搭建鋰離子電池電化學(xué)-熱耦合模型，并通過實驗數(shù)據(jù)驗證。在此基礎(chǔ)上計算鋰離子電芯產(chǎn)熱量，為后續(xù)采用不同熱管理系統(tǒng)的電池組建模提供數(shù)據(jù)。
　　其次，基于CFD軟件對某采用強制風(fēng)冷冷卻方式的車用電池組進(jìn)行建模。仿真結(jié)果表

3、明，疊片布置的軟包電池在強制風(fēng)冷冷卻方式下容易導(dǎo)致溫度不均，尤其在冷卻空氣溫度升高時更明顯。同時，提高風(fēng)速的方式并不能有效提高電池組的散熱性能和溫均性。
　　然后，針對疊片布置的軟包電池，提出了一種采用熱管冷卻與熱防護(hù)技術(shù)集成的熱管理系統(tǒng)。并且基于MATLAB/Simulink軟件搭建四種不同的熱管理系統(tǒng)模型，通過對電池組內(nèi)最高溫度及最大溫差比較，驗證上述集成系統(tǒng)可行性。同時，進(jìn)一步探究熱管參數(shù)設(shè)計對動力電池組的冷卻性能影響，為其