Med økningen i salg og eierskap av nye energikjøretøyer, skjer det også brannulykker med nye energikjøretøyer fra tid til annen. Utformingen av termisk styringssystem er et flaskehalsproblem som begrenser utviklingen av nye energikjøretøyer. Å designe et stabilt og effektivt termisk styringssystem er av stor betydning for å forbedre sikkerheten til nye energikjøretøyer.
Termisk modellering av litiumionbatterier er grunnlaget for termisk styring av litiumionbatterier. Blant disse er modellering av varmeoverføringskarakteristikker og modellering av varmegenereringskarakteristikker to viktige aspekter ved termisk modellering av litiumionbatterier. I eksisterende studier av modellering av varmeoverføringsegenskapene til batterier anses litiumionbatterier å ha anisotropisk termisk ledningsevne. Derfor er det av stor betydning å studere påvirkningen av forskjellige varmeoverføringsposisjoner og varmeoverføringsflater på varmespredningen og termisk ledningsevne til litiumionbatterier for design av effektive og pålitelige termiske styringssystemer for litiumionbatterier.
Litiumjernfosfatbattericellen på 50 Ah ble brukt som forskningsobjekt, og varmeoverføringsegenskapene ble analysert i detalj, og en ny designidé for termisk styring ble foreslått. Cellens form er vist i figur 1, og de spesifikke størrelsesparametrene er vist i tabell 1. Li-ion-batteristrukturen inkluderer vanligvis positiv elektrode, negativ elektrode, elektrolytt, separator, positiv elektrodeledning, negativ elektrodeledning, senterterminal, isolasjonsmateriale, sikkerhetsventil, positiv temperaturkoeffisient (PTC) (PTC kjølevæskevarmer/PTC-luftvarmer) termistor og batterikasse. En separator er klemt mellom de positive og negative polstykkene, og batterikjernen dannes ved vikling, eller polgruppen dannes ved laminering. Forenkle flerlagscellestrukturen til et cellemateriale med samme størrelse, og utfør tilsvarende behandling på cellens termofysiske parametre, som vist i figur 2. Battericellematerialet antas å være en kubisk enhet med anisotrope varmeledningsevner, og varmeledningsevnen (λz) vinkelrett på stablingsretningen settes til å være mindre enn varmeledningsevnen (λx, λy) parallelt med stablingsretningen.
(1) Varmeavledningsevnen til litiumionbatteriets termiske styringssystem vil bli påvirket av fire parametere: varmeledningsevnen vinkelrett på varmeavledningsflaten, avstanden mellom midten av varmekilden og varmeavledningsflaten, størrelsen på varmeavledningsflaten i det termiske styringssystemet og temperaturforskjellen mellom varmeavledningsflaten og omgivelsene.
(2) Når man velger varmeavledningsflate for termisk styringsdesign av litiumionbatterier, er sidevarmeoverføringsskjemaet for det valgte forskningsobjektet bedre enn bunnflatevarmeoverføringsskjemaet, men for firkantede batterier i forskjellige størrelser er det nødvendig å beregne varmeavledningskapasiteten til forskjellige varmeavledningsflater for å bestemme det beste kjølestedet.
(3) Formelen brukes til å beregne og evaluere varmespredningskapasiteten, og den numeriske simuleringen brukes til å bekrefte at resultatene er helt konsistente, noe som indikerer at beregningsmetoden er effektiv og kan brukes som referanse ved utforming av termisk styring av firkantede celler.BTMS)
Publisert: 27. april 2023
