新型鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)耦合的電化學(xué)熱力學(xué)模擬

電池?zé)峁芾韺︿囯x子電池是非常重要的，如果電池工作于合適的溫度區(qū)間內(nèi)，電池的性能與壽命都有很大的提高。因此需要一個高效的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)來控制電池在任何的工況下溫度都可以保持在這個區(qū)間內(nèi)。本文介紹了新型的一種應(yīng)用于18650電池使用液體冷卻劑的熱管理系統(tǒng)，同時建立了對應(yīng)于該電池組的三維電化學(xué)模型，其中電池單體之間通過鋁金屬材料制成的傳導(dǎo)元件進(jìn)行熱連接，這些熱傳導(dǎo)元件圍繞電池纏繞，通過熱傳導(dǎo)將熱量散出，同時連接到承載冷卻劑液體的通道。

在冷卻液泄露的情況下，傳導(dǎo)元件還起到冷卻劑和電池之間的分離作用。建立的三維電化學(xué)模型與試驗結(jié)果高度吻合，而且模型可用于評估不同條件下（如冷卻劑流量與放電電流）對電池包溫度的影響，結(jié)果表明接觸電阻對電池包的熱性能有較大的影響。在本文中還設(shè)計了一個簡單又新型的程序，可以通過只測量典型單體電池的溫度預(yù)測出其它部分電池單體的溫度。同時進(jìn)行實驗研究，結(jié)果表明程序預(yù)測的結(jié)果與實驗測量值一致性較高。將此方法用在電池上溫度測量上可以減少應(yīng)用于電動汽車的大型電池中的電池傳感器數(shù)量與控制系統(tǒng)復(fù)雜程度。