Da der Verkauf und der Besitz von Fahrzeugen mit neuer Energie zunehmen, kommt es von Zeit zu Zeit auch zu Brandunfällen bei Fahrzeugen mit neuer Energie.Das Design des Wärmemanagementsystems ist ein Engpassproblem, das die Entwicklung neuer Energiefahrzeuge einschränkt.Der Entwurf eines stabilen und effizienten Wärmemanagementsystems ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Sicherheit von Fahrzeugen mit neuer Energie.
Die thermische Modellierung von Li-Ionen-Batterien ist die Grundlage für das Wärmemanagement von Li-Ionen-Batterien.Unter diesen sind die Modellierung der Wärmeübertragungseigenschaften und die Modellierung der Wärmeerzeugungseigenschaften zwei wichtige Aspekte der thermischen Modellierung von Lithium-Ionen-Batterien.In bestehenden Studien zur Modellierung der Wärmeübertragungseigenschaften von Batterien wird davon ausgegangen, dass Lithium-Ionen-Batterien eine anisotrope Wärmeleitfähigkeit aufweisen.Daher ist es von großer Bedeutung, den Einfluss verschiedener Wärmeübertragungspositionen und Wärmeübertragungsflächen auf die Wärmeableitung und Wärmeleitfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen, um effiziente und zuverlässige Wärmemanagementsysteme für Lithium-Ionen-Batterien zu entwerfen.
Als Forschungsobjekt diente die 50-Ah-Lithium-Eisenphosphat-Batteriezelle, deren Wärmeübertragungsverhalten im Detail analysiert und eine neue Designidee für das Wärmemanagement vorgeschlagen wurde.Die Form der Zelle ist in Abbildung 1 dargestellt, und die spezifischen Größenparameter sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Struktur einer Li-Ionen-Batterie umfasst im Allgemeinen positive Elektrode, negative Elektrode, Elektrolyt, Separator, positive Elektrodenleitung, negative Elektrodenleitung, Mittelanschluss, Isoliermaterial, Sicherheitsventil, positiver Temperaturkoeffizient (PTC)(PTC-Kühlmittelheizung/PTC-Lufterhitzer) Thermistor und Batteriegehäuse.Zwischen den Plus- und Minuspolstücken ist ein Separator eingelegt, und der Batteriekern wird durch Wickeln oder die Polgruppe durch Laminieren gebildet.Vereinfachen Sie die mehrschichtige Zellstruktur zu einem Zellmaterial mit der gleichen Größe und führen Sie eine gleichwertige Behandlung der thermophysikalischen Parameter der Zelle durch, wie in Abbildung 2 dargestellt. Es wird davon ausgegangen, dass das Batteriezellenmaterial eine quaderförmige Einheit mit anisotropen Wärmeleitfähigkeitseigenschaften ist , und die Wärmeleitfähigkeit (λz) senkrecht zur Stapelrichtung wird kleiner eingestellt als die Wärmeleitfähigkeit (λ x, λy ) parallel zur Stapelrichtung.
(1) Die Wärmeableitungskapazität des Wärmemanagementschemas der Lithium-Ionen-Batterie wird von vier Parametern beeinflusst: der Wärmeleitfähigkeit senkrecht zur Wärmeableitungsoberfläche, dem Wegabstand zwischen der Mitte der Wärmequelle und der Wärmeableitungsoberfläche Größe der Wärmeableitungsfläche des Wärmemanagementsystems und der Temperaturunterschied zwischen der Wärmeableitungsfläche und der Umgebung.
(2) Bei der Auswahl der Wärmeableitungsoberfläche für das Wärmemanagementdesign von Lithium-Ionen-Batterien ist das seitliche Wärmeübertragungsschema des ausgewählten Forschungsobjekts besser als das Wärmeübertragungsschema der unteren Oberfläche, bei quadratischen Batterien unterschiedlicher Größe ist dies jedoch erforderlich Berechnung der Wärmeableitungskapazität verschiedener Wärmeableitungsflächen, um den besten Kühlstandort zu ermitteln.
(3) Die Formel wird zur Berechnung und Bewertung der Wärmeableitungskapazität verwendet, und die numerische Simulation wird verwendet, um zu überprüfen, ob die Ergebnisse vollständig konsistent sind, was darauf hinweist, dass die Berechnungsmethode effektiv ist und als Referenz bei der Gestaltung des Wärmemanagements verwendet werden kann aus quadratischen Zellen.（BTMS)
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. April 2023
