混合動力汽車帶冷卻介質的鋰離子電池組設計

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混合動力汽車帶冷卻介質的鋰離子電池組設計

近年來，先進的可充電電池廣泛應用于混合動力/純電動汽車上，其設計和開發受到眾多研究者的重視。電池供電的混合動力/電動汽車帶來很多好處，特別是考慮到大氣空氣質量和能源消耗。鋰離子電池單元的低電壓和小功率不適用于電動汽車。因此，將一定數量的電池單元串聯增大電池電壓，電池組并聯增大電流，即可獲得適用于混合動力/電動汽車可充電鋰離子電池組。

提出了一種新型設計，即帶冷卻介質的可充電鋰離子電池，其主要應用在混合動力汽車中。上述電池組滿足車輛用電池組所有的熱能和物理性能如工作溫度范圍和體積，此外還增加了電池的壽命周期以及充放電性能。該電池組的溫度分布和電壓分布基于樣品鋰離子電池特性和傳熱原理計算出來。基于描述電池組溫度分布的帶相關邊界條件的偏微分方程，完成了上述電池組件的熱分析。采用數值解法完成了電池組的溫度分布計算。計算了每個電池單元的內部電阻，進而求出了電壓分布。繪制了包括溫度分布和電壓分布的性能曲線圖。電池組使用多個分布式細管用于冷卻。超均勻的電壓分布和溫度分布、每個電池單元內溫度的均勻分布、較小的電池組體積、自然對流、最大溫度小于其它電池組和小于48℃下的高導熱性能組成了帶有分布式冷卻介質電池組的優點。給出了仿真結果及上述冷卻介質和其它相關工作參數之間的對比，驗證了理論結果，并證明了所提出電池組設計的優越性。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第245卷

作者：Hassan Fathabadi

編譯：張振偉