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使用相变材料与金属泡沫的锂离子电池热管理数值研究

2018-11-26

汽车文摘 2018年1期
关键词:表面温度温差锂离子

本文对使用了三种不同的材料(纯十八烷,纯镓和十八烷-Al泡沫复合材料)制成的锂离子电池热管理系统进行了仿真研究,其中Al泡沫孔隙率有三种0.97、0.925和0.88。数值仿真研究是基于SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations)算法的。仿真模型模拟了电池热通量为 400W/m2、600W/m2、800W/m2的三种不同情况。本文不仅研究了在电池热管理系统相变材料的厚度不同时,电池表面温度的变化,还研究了在选用不同的相变材料时,电池表面温度的变化情况。研究结果表明,当相变材料的厚度增加时(从7.5μm增加到15μm),电池表面温度达到60℃所需要的时间就越长(代表热管理效果越好)。当相变材料为纯十八烷时,当相变材料的厚度从7.5mm增加到15mm时,电池放电时间增加了87%,与使用纯镓作为相变材料相比,电池表面温度将会分布更加均匀,电池放电时间是使用纯稼作用相变材料时的放电时间的4.7倍。与纯十八烷相比,在十八烷中加入0.88孔隙度的Al泡沫作为相变材料时,放电时间将会增加7.3倍。将Al泡沫添加到十八烷中显着增加了电池表面温度的均匀性,例如将使用纯十八烷时电池表面最大温差的25℃,当Al泡沫添加到十八烷中电池表面最大温差下降到2℃。

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