Με την αύξηση των πωλήσεων και της ιδιοκτησίας νέων ενεργειακών οχημάτων, κατά καιρούς συμβαίνουν και ατυχήματα πυρκαγιάς σε νέα ενεργειακά οχήματα. Ο σχεδιασμός του συστήματος θερμικής διαχείρισης αποτελεί πρόβλημα που περιορίζει την ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων. Ο σχεδιασμός ενός σταθερού και αποτελεσματικού συστήματος θερμικής διαχείρισης έχει μεγάλη σημασία για τη βελτίωση της ασφάλειας των νέων ενεργειακών οχημάτων.
Η θερμική μοντελοποίηση μπαταριών ιόντων λιθίου αποτελεί τη βάση της θερμικής διαχείρισης μπαταριών ιόντων λιθίου. Μεταξύ αυτών, η μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών μεταφοράς θερμότητας και η μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών παραγωγής θερμότητας είναι δύο σημαντικές πτυχές της θερμικής μοντελοποίησης μπαταριών ιόντων λιθίου. Σε υπάρχουσες μελέτες σχετικά με τη μοντελοποίηση των χαρακτηριστικών μεταφοράς θερμότητας των μπαταριών, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θεωρούνται ότι έχουν ανισότροπη θερμική αγωγιμότητα. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να μελετηθεί η επίδραση διαφορετικών θέσεων μεταφοράς θερμότητας και επιφανειών μεταφοράς θερμότητας στην απαγωγή θερμότητας και τη θερμική αγωγιμότητα των μπαταριών ιόντων λιθίου για τον σχεδιασμό αποτελεσματικών και αξιόπιστων συστημάτων θερμικής διαχείρισης για μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Η μπαταρία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος 50 Ah χρησιμοποιήθηκε ως ερευνητικό αντικείμενο και τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς μεταφοράς θερμότητας αναλύθηκαν λεπτομερώς και προτάθηκε μια νέα ιδέα σχεδιασμού θερμικής διαχείρισης. Το σχήμα της μπαταρίας φαίνεται στο Σχήμα 1 και οι συγκεκριμένες παράμετροι μεγέθους φαίνονται στον Πίνακα 1. Η δομή της μπαταρίας ιόντων λιθίου περιλαμβάνει γενικά θετικό ηλεκτρόδιο, αρνητικό ηλεκτρόδιο, ηλεκτρολύτη, διαχωριστή, θετικό ηλεκτρόδιο, αρνητικό ηλεκτρόδιο, κεντρικό ακροδέκτη, μονωτικό υλικό, βαλβίδα ασφαλείας, θετικό συντελεστή θερμοκρασίας (PTC)(Θερμαντήρας ψυκτικού PTC/Θερμαντήρας αέρα PTC) θερμίστορ και θήκη μπαταρίας. Ένας διαχωριστής τοποθετείται ανάμεσα στους θετικούς και αρνητικούς πόλους και ο πυρήνας της μπαταρίας σχηματίζεται με περιέλιξη ή η ομάδα πόλων σχηματίζεται με ελασματοποίηση. Απλοποιήστε τη δομή πολυστρωματικού στοιχείου σε ένα υλικό στοιχείου με το ίδιο μέγεθος και εκτελέστε ισοδύναμη επεξεργασία στις θερμοφυσικές παραμέτρους του στοιχείου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Το υλικό του στοιχείου της μπαταρίας θεωρείται ότι είναι μια κυβοειδής μονάδα με ανισότροπα χαρακτηριστικά θερμικής αγωγιμότητας και η θερμική αγωγιμότητα (λz) κάθετα προς την κατεύθυνση στοίβαξης ορίζεται μικρότερη από τη θερμική αγωγιμότητα (λx, λy) παράλληλα προς την κατεύθυνση στοίβαξης.
(1) Η ικανότητα απαγωγής θερμότητας του συστήματος θερμικής διαχείρισης μπαταρίας ιόντων λιθίου θα επηρεαστεί από τέσσερις παραμέτρους: την θερμική αγωγιμότητα κάθετη στην επιφάνεια απαγωγής θερμότητας, την απόσταση διαδρομής μεταξύ του κέντρου της πηγής θερμότητας και της επιφάνειας απαγωγής θερμότητας, το μέγεθος της επιφάνειας απαγωγής θερμότητας του συστήματος θερμικής διαχείρισης και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας απαγωγής θερμότητας και του περιβάλλοντος περιβάλλοντος.
(2) Κατά την επιλογή της επιφάνειας απαγωγής θερμότητας για τον σχεδιασμό θερμικής διαχείρισης μπαταριών ιόντων λιθίου, το σχήμα μεταφοράς θερμότητας στην πλευρά του επιλεγμένου ερευνητικού αντικειμένου είναι καλύτερο από το σχήμα μεταφοράς θερμότητας στην κάτω επιφάνεια, αλλά για τετράγωνες μπαταρίες διαφορετικών μεγεθών, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η ικανότητα απαγωγής θερμότητας των διαφόρων επιφανειών απαγωγής θερμότητας, προκειμένου να προσδιοριστεί η καλύτερη θέση ψύξης.
(3) Ο τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό και την αξιολόγηση της ικανότητας απαγωγής θερμότητας και η αριθμητική προσομοίωση χρησιμοποιείται για την επαλήθευση της απόλυτης συνέπειας των αποτελεσμάτων, υποδεικνύοντας ότι η μέθοδος υπολογισμού είναι αποτελεσματική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναφορά κατά τον σχεδιασμό της θερμικής διαχείρισης τετραγωνικών κυψελών.BTMS)
Ώρα δημοσίευσης: 27 Απριλίου 2023
