混合動力汽車高散熱性鋰離子電池組的開發

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混合動力汽車高散熱性鋰離子電池組的開發

提出了一種新型的包含混合動力主-被動式熱管理系統的鋰離子電池組設計。該電池組適用于混合動力汽車。

相變材料（PCM）的被動式熱管理系統能產生大量的潛熱。由于相變涉及大量在溫度變化幅度小情況下潛在的能量，因此PCM在這種情況下能存儲較大的能量密度。膨脹石墨（EG）的壓實度決定了垂直于壓縮方向的孔隙率和熱導電性，EG可以通過減小孔隙率提高垂直平面的熱導率。

混合動力熱管理系統的主動部分采用分布式薄管，空氣流動和自然對流作為冷卻介質；而被動部分采用相變材料/EG復合材料（PCM/EG）作為冷卻/加熱元件，以優化所提出電池組的散熱性能。高熔融焓的PCM/EG與PCM/EG的溶液在58.9℃時復合，仍能保持在所需溫度范圍的電池單元的溫度分布（低于60℃）。電池組的設計包含20個電池單元、19個分布式薄管和PCM/EG復合材料。對所設計的電池組進行了熱分析和溫度/電壓分布分析，其中，溫度/電壓分布由相關偏微分方程的數值求解得出。

通過在Matlab環境下編寫M文件的代碼并根據數據繪制出圖形，得到電池單元之間的內部電阻、溫度/壓力分布和電池溫度與環境溫度之間的特性關系。將得到的數值解和仿真結果重復用于各種環境溫度下，并對比所提出的電池組與其它電池組的熱性能和物理特性。結果表明，電池組具有較高的熱性能，證明了所提出電池組的優勢。

刊名：Energy（英）

刊期：2015年第70期

作者：Hassan Fathabadi et al

編譯：王瑩