赵春荣，曹文炅，董缇，蒋方明



圆柱形锂离子电池模组微通道液冷热模型

赵春荣1,2，曹文炅1，董缇1,2，蒋方明1

（1广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，中国科学院可再生能源重点实验室，中国科学院广州能源研究所先进能源系统研究室，广东广州 510640；2中国科学院大学，北京 100049）

针对电动汽车电堆的热管理系统，建立了包含71节18650型锂离子电池的电池模组的微通道液冷热模型。该模型集总处理单电池热过程、电池生热基于实测结果，模型还特别考虑了电池间导热。基于该模型，模拟研究了放电倍率、冷却液入口流速、电池间接触面积以及电池与水冷管外壁接触面积对电池模组热行为的影响。模拟结果证实了该微通道液冷方案对动力电池模组热管理的有效性，并且发现：放电倍率的增加会使电池模组内单电池温度增加、模组内温度一致性变差；增大冷却液流量可以显著降低电池模组的温度，并改善其温度一致性；增大电池间接触面积可略微提升电池模组温度一致性，但对控制其最高温度作用有限；增大电池与液冷管外壁接触面积可显著降低电池模组内电池的最高温度，但会使其温度一致性变差。

锂离子电池；热模型；微通道；计算机模拟；传热

引 言

电动汽车（electric vehicle，EV）在近几年进入高速发展期，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等特性而被电动汽车广泛采用。动力锂离子电池使用过程中需要面对复杂的运行工况和环境条件，有效的电池热管理系统（battery thermal management system，BTMS）是保证其良好性能（包括安全性）的基础[1]。……