S nárastom predaja a vlastníctva vozidiel s novým energetickým pohonom dochádza z času na čas aj k požiarom vozidiel s novým energetickým pohonom. Návrh systému tepelného manažmentu je úzkym hrdlom, ktoré obmedzuje vývoj vozidiel s novým energetickým pohonom. Návrh stabilného a efektívneho systému tepelného manažmentu má veľký význam pre zlepšenie bezpečnosti vozidiel s novým energetickým pohonom.
Tepelné modelovanie lítium-iónových batérií je základom tepelného manažmentu lítium-iónových batérií. Medzi nimi sú modelovanie charakteristík prenosu tepla a modelovanie charakteristík generovania tepla dva dôležité aspekty tepelného modelovania lítium-iónových batérií. V existujúcich štúdiách o modelovaní charakteristík prenosu tepla batérií sa lítium-iónové batérie považujú za batérie s anizotropnou tepelnou vodivosťou. Preto je veľmi dôležité študovať vplyv rôznych polôh prenosu tepla a povrchov prenosu tepla na rozptyl tepla a tepelnú vodivosť lítium-iónových batérií pre návrh efektívnych a spoľahlivých systémov tepelného manažmentu pre lítium-iónové batérie.
Ako výskumný objekt bol použitý lítium-železito-fosfátový batériový článok s kapacitou 50 Ah·h, ktorého charakteristiky prenosu tepla boli podrobne analyzované a bol navrhnutý nový koncept tepelného manažmentu. Tvar článku je znázornený na obrázku 1 a špecifické rozmerové parametre sú uvedené v tabuľke 1. Štruktúra lítium-iónovej batérie vo všeobecnosti zahŕňa kladnú elektródu, zápornú elektródu, elektrolyt, separátor, vedenie kladnej elektródy, vedenie zápornej elektródy, stredový terminál, izolačný materiál, poistný ventil a kladný teplotný koeficient (PTC)(Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC/PTC ohrievač vzduchu) termistor a puzdro batérie. Medzi kladným a záporným pólovým nástavcom je vložený separátor a jadro batérie je vytvorené vinutím alebo skupina pólov je vytvorená lamináciou. Zjednodušte viacvrstvovú štruktúru článku na materiál článku s rovnakou veľkosťou a vykonajte ekvivalentné spracovanie termofyzikálnych parametrov článku, ako je znázornené na obrázku 2. Predpokladá sa, že materiál článku batérie je kvádrová jednotka s anizotropnými charakteristikami tepelnej vodivosti a tepelná vodivosť (λz) kolmá na smer stohovania je nastavená na menšiu hodnotu ako tepelná vodivosť (λx, λy) rovnobežná so smerom stohovania.
(1) Kapacita odvodu tepla systému tepelného riadenia lítium-iónovej batérie bude ovplyvnená štyrmi parametrami: tepelnou vodivosťou kolmou na povrch odvodu tepla, vzdialenosťou medzi stredom zdroja tepla a povrchom odvodu tepla, veľkosťou povrchu odvodu tepla systému tepelného riadenia a teplotným rozdielom medzi povrchom odvodu tepla a okolitým prostredím.
(2) Pri výbere povrchu na odvod tepla pre návrh tepelného manažmentu lítium-iónových batérií je schéma bočného prenosu tepla vybraného výskumného objektu lepšia ako schéma prenosu tepla spodného povrchu, ale pre štvorcové batérie rôznych veľkostí je potrebné vypočítať kapacitu odvodu tepla rôznych povrchov na odvod tepla, aby sa určilo najlepšie miesto chladenia.
(3) Vzorec sa používa na výpočet a vyhodnotenie kapacity rozptylu tepla a numerická simulácia sa používa na overenie, či sú výsledky úplne konzistentné, čo naznačuje, že metóda výpočtu je účinná a možno ju použiť ako referenciu pri navrhovaní tepelného manažmentu štvorcových článkov.BTMS)
Čas uverejnenia: 27. apríla 2023
