不同換熱環境對電池性能影響的試驗研究

黃 瑞，汪銘磊，吳啟超，徐一丹，俞小莉

（浙江大學a.能源工程學院；b.浙江省汽車智能熱管理科學與技術重點實驗室，杭州 310027）

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目前，鋰離子電池因其具有能量密度高、工作電壓平臺高、無記憶效應、自放電率低以及使用壽命長等一系列優點，成為車載動力電池的優選對象［1-2］。但電池在充放電過程中會發生一系列反應產生大量熱量，另外，當環境溫度高于一定值時，電池內部也會自發地進行一些化學反應使得電池不斷產熱，導致電池溫度上升［3］。如果不能很好地控制溫度，會導致電池性能的快速衰退。當溫度過高或過低時，均會加速電池性能的惡化以及壽命的衰減［4-6］。當惡化到一定程度時，將會引起電池熱失控乃至爆炸，或導致電池容量“跳水”，提前報廢［7］。溫度對于電池性能的影響是不可忽視的，不同溫度下電池的工作容量相差甚至近一倍［8-10］。

學者在進行電池性能的研究時，一般通過恒溫箱來對電池所處的環境溫度進行控制，電池處在恒溫箱提供的空氣對流換熱環境中［11-13］。而在工程實際中，由于熱管理系統的控制手段和策略不同，電池所處的換熱環境多變且復雜。Wang等［14］采用強制風冷策略進行鋰離子電池的熱力學研究，探究不同方案下電池組的熱性能，當風扇安裝位置、空氣流速、氣流路徑長度及截面積、電池組排列方式變化時，強制風冷的控制效果均會發生改變。曹磊［11］采用蛇形扁管液體流動傳熱進行熱管理，研究不同角度下的冷卻效果，在不同體積的鋰離子電池下，不同的電池所處模組位置下，電池的溫度場分布均不相同。……