关键词:电池包;热管;温度场;散热;
- 前言
在经济快速发展的驱动下,我国的汽车行业已经进入第二阶段,随之而来的是汽车尾气带来的环境问题。为了解决这一问题,近年来国家和政府大力发展并支持新能源汽车行业,推出了各大扶持政策,使得这一新兴产业迅速勃起[[1]]。
根据能源的不同,新能源汽车可分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。其中电池包作为电动汽车固定动力电池的载体,在动力电池、电气系统安全工作和防护方面起着至关重要的作用,其结构的可靠性及安全性非常重要[[2]]。但伴随着电池包带来的发热问题日益增多,人们开始考虑通过冷却方法解决电池包的发热问题。热管作为一高效的、内部充有相变介质的密封导热元件[[3]],因其良好的性能被应用到电池包冷却散热中。
针对热管冷却下动力电池包的发热问题,进行实验仿真分析,开展对电池包温度场的计算,得到电池包温度在结构上、时间上的分布情况。为进一步研究电池包的发热情况,以及后期的散热设计方案打下基础[[4]][[5]]。因此,开展对动力电池包温度场的研究,对解决电池包发热问题和提高电池包性能具有重要意义。
- 正文
2.1电池包温度场的研究现状
2.1.1国内研究状况
国内因为计算机辅助技术发展落后于国外,关于电池包温度场的研究晚于国外。目前主要是针对不同工作环境下的动力电池包温度场的研究。江苏大学的盘朝奉、李桂权等[[6]]人《城市循环工况下纯电动汽车动力电池包温度场分析》文中,针对微型纯电动汽车上三元锂动力电池的发热问题,进行城市循环工况下的实验与仿真,在验证模型可行性的同时,分析了该动力电池处于不同环境时的发热状态,以了解其是否有安全隐患。最后研究发现:电池的内部温度在整个电池组中是最高的,造成这种现象的原因是:电池内部与外界的热交换速度较少,虽然电池单体之间有间隙,但由于空气的热传导系数较低,传热较慢,造成热堆积。即电池内部与外界的热交换速率慢,是造成电池的内部温度在整个电池组中是最高的原因。
段文卿《风冷式动力电池包温度场分析和优化》[[7]]文中,在了解研究国内外电池散热系统的基础上采用有限元仿真的数值模拟方法研究电池在恒流放电下的温度场分布并设计了一种基于热管技术的锂离子动力电池散热系统。对不同参数下的温度场变化分析并以此优化系统提高散热系统的温度管理性能。最终研究实验发现:
①在正常工作的状态下,锂离子电池的产热量主要是由内阻产生的焦耳热与电池内部发生的提供电能的反应过程中产生的反应热两部分构成。即锂离子电池的产热量由内阻产生的焦耳热与电池内部产生的反应热构成。
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