Med ökande försäljning och ägande av nya energifordon inträffar även brandolyckor i samband med nya energifordon då och då. Utformningen av värmehanteringssystem är ett flaskhalsproblem som begränsar utvecklingen av nya energifordon. Att utforma ett stabilt och effektivt värmehanteringssystem är av stor betydelse för att förbättra säkerheten hos nya energifordon.
Termisk modellering av litiumjonbatterier är grunden för termisk hantering av litiumjonbatterier. Bland dessa är modellering av värmeöverföringskarakteristik och modellering av värmegenereringskarakteristik två viktiga aspekter av termisk modellering av litiumjonbatterier. I befintliga studier av modellering av batteriers värmeöverföringsegenskaper anses litiumjonbatterier ha anisotrop värmeledningsförmåga. Därför är det av stor betydelse att studera inverkan av olika värmeöverföringspositioner och värmeöverföringsytor på värmeavledning och värmeledningsförmåga hos litiumjonbatterier för design av effektiva och tillförlitliga termiska hanteringssystem för litiumjonbatterier.
Litiumjärnfosfatbattericellen på 50 Ah användes som forskningsobjekt, och dess värmeöverföringsegenskaper analyserades i detalj, och en ny designidé för termisk hantering föreslogs. Cellens form visas i figur 1, och de specifika storleksparametrarna visas i tabell 1. Li-jonbatteriers struktur inkluderar generellt positiv elektrod, negativ elektrod, elektrolyt, separator, positiv elektrodledning, negativ elektrodledning, mittterminal, isoleringsmaterial, säkerhetsventil, positiv temperaturkoefficient (PTC) (PTC-kylvätskevärmare/PTC-luftvärmare) termistor och batterihölje. En separator är placerad mellan de positiva och negativa poldelarna, och batterikärnan formas genom lindning eller så formas polgruppen genom laminering. Förenkla flerskiktscellstrukturen till ett cellmaterial med samma storlek och utför motsvarande behandling på cellens termofysiska parametrar, såsom visas i figur 2. Battericellmaterialet antas vara en kubisk enhet med anisotropa värmeledningsegenskaper, och värmeledningsförmågan (λz) vinkelrät mot staplingsriktningen är satt till att vara mindre än värmeledningsförmågan (λx, λy) parallellt med staplingsriktningen.
(1) Värmeavledningsförmågan hos litiumjonbatteriets värmehanteringssystem påverkas av fyra parametrar: värmeledningsförmågan vinkelrätt mot värmeavledningsytan, avståndet mellan värmekällans centrum och värmeavledningsytan, storleken på värmeavledningsytan i värmehanteringssystemet och temperaturskillnaden mellan värmeavledningsytan och den omgivande miljön.
(2) Vid val av värmeavledningsyta för termisk hantering av litiumjonbatterier är sidovärmeöverföringsschemat för det valda forskningsobjektet bättre än värmeöverföringsschemat för bottenytan, men för fyrkantiga batterier av olika storlekar är det nödvändigt att beräkna värmeavledningskapaciteten hos olika värmeavledningsytor för att bestämma den bästa kylplatsen.
(3) Formeln används för att beräkna och utvärdera värmeavledningskapaciteten, och den numeriska simuleringen används för att verifiera att resultaten är helt konsekventa, vilket indikerar att beräkningsmetoden är effektiv och kan användas som referens vid utformning av värmehanteringen för kvadratiska celler.BTMS)
Publiceringstid: 27 april 2023
