混合动力汽车高散热性锂离子电池组的开发



混合动力汽车高散热性锂离子电池组的开发

提出了一种新型的包含混合动力主-被动式热管理系统的锂离子电池组设计。该电池组适用于混合动力汽车。

相变材料（PCM）的被动式热管理系统能产生大量的潜热。由于相变涉及大量在温度变化幅度小情况下潜在的能量，因此PCM在这种情况下能存储较大的能量密度。膨胀石墨（EG）的压实度决定了垂直于压缩方向的孔隙率和热导电性，EG可以通过减小孔隙率提高垂直平面的热导率。

混合动力热管理系统的主动部分采用分布式薄管，空气流动和自然对流作为冷却介质；而被动部分采用相变材料/EG复合材料（PCM/EG）作为冷却/加热元件，以优化所提出电池组的散热性能。高熔融焓的PCM/EG与PCM/EG的溶液在58.9℃时复合，仍能保持在所需温度范围的电池单元的温度分布（低于60℃）。电池组的设计包含20个电池单元、19个分布式薄管和PCM/EG复合材料。对所设计的电池组进行了热分析和温度/电压分布分析，其中，温度/电压分布由相关偏微分方程的数值求解得出。

通过在Matlab环境下编写M文件的代码并根据数据绘制出图形，得到电池单元之间的内部电阻、温度/压力分布和电池温度与环境温度之间的特性关系。将得到的数值解和仿真结果重复用于各种环境温度下，并对比所提出的电池组与其它电池组的热性能和物理特性。结果表明，电池组具有较高的热性能，证明了所提出电池组的优势。

刊名：Energy（英）

刊期：2015年第70期

作者：Hassan Fathabadi et al

编译：王莹