車用動(dòng)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(yùn)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(duì)傳熱特性的需求恰好相悖。針對(duì)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(shí)驗(yàn)、文獻(xiàn)驗(yàn)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(dòng)力電池組強(qiáng)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(duì)比分析，驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)鋰離子性能進(jìn)行評(píng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上計(jì)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(duì)某采用強(qiáng)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(qiáng)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(shí)更明顯。同時(shí)，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(duì)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(duì)電池組內(nèi)最高溫度及最大溫差比較，驗(yàn)證上述集成系統(tǒng)可行性。同時(shí)，進(jìn)一步探究熱管參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)動(dòng)力電池組的冷卻性能影響，為其