电动汽车用锂离子动力电池组热管理数值研究

电动汽车由于具有环境污染小、能量利用率高、噪音低等优势，成为未来汽车发展的主流方向之一。作为动力系统的电池组是电动汽车的核心部件，其性能的进一步提高是目前电动汽车发展亟需解决的问题。温度对动力电池的性能有重大影响。因此有必要对电动汽车的电池组进行热管理，使电动汽车安全高效运行。 相变材料冷却法是电池组热管理采取的重要方法之一。本文针对相变材料本身不能散热这一缺点提出了相变材料-水协同冷却法，对比了分别采用相变材料冷却以及相变材料-水协同冷却时电池的温度分布情况。结果表明，5C放电倍率下，放电完毕后采用相变材料冷却时电池的温度为62℃，而采用相变材料-水协同冷却法时电池的温度为54.4℃。相变材料-水协同冷却法的控温效果要明显优于相变材料冷却法。 考虑到相变材料-水冷却装置的复杂程度及维护成本较高，本文提出了翅片-空气协同冷却新方法，比较了空气冷却法和翅片-空气协同冷却法的控温效果。结果表明，7C放电倍率下，与传统空冷方法相比，翅片-空气协同冷却法能有效抑制电池的温升，放电完毕时电池的温度为47.4℃。对翅片强化传热机理的分析表明，翅片的导热能力是决定翅片-空气协同冷却效果的关键因素。 对不同面积的翅片的控温效果分析可知靠近空气入口处及出口处翅片的散热能力最好，因此设计出工字型翅片，旨在减轻电池组的重量。结果表明，7C放电倍率下，工字型翅片的控温效果要明显优于矩形翅片。可根据控温要求来灵活选择翅片的尺寸，进而有效减轻电池组的重量。