王海民，王寓非，胡 峰

（1上海理工大学 能源与动力工程学院；2上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海200093）

锂离子电池具有比能量高、电池容量大和寿命长的优势，广泛应用于电动汽车和储能等领域。随着电池能量密度的逐年提升，热安全性受到了广泛关注[1-3]。电池持续工作在50 ℃环境温度中，会加速电池循环寿命的衰减[4]。对于电池模组来说，最高温度和温度一致性这两方面是影响模组安全性能的关键[5]，从热管理的方式来看，近年来人们通过研究发现可以利用相变材料(phase change material,PCM)作为冷源，利用本身的相变潜热吸收电池升温所带来的热量，并且可以在长时间内将电池温度控制在安全范围[6-8]。这种新型的被动热管理系统，可以有效节约空间和能耗，提高电池组整体的能量密度[9]。

文献[10-11]通过向石蜡中添加膨胀石墨，有效提高了电池模组的安全性，降低了热失控发生的风险。Lv 等[12]模拟了膨胀石墨/石蜡复合相变材料的相变过程，结果表明，复合相变材料中的膨胀石墨没有储存或损耗热量，只充当强化介质。Chen等[13]通过数值模拟的方法，得出相变冷却相比于空气冷却有着更好的电池温度均匀性。Zhao等[14]发现复合相变材料的相变温度、相变潜热和分布对电池的最高温度和温度均匀性有明显的影响。Wang 等[15]通过数值模拟的方法，对比了电池组在几种不同电池排列方式下的热特性，得出了六边形结构为最优模型。

因此，相变冷却作为被动热管理系统，在模组设计之初除了相变材料的选择，还应该考虑各电池之间排布方式，在PCM 质量和体积都相同的条件下，相邻电池之间的距离等因素都会造成电池组散热性能的不同[16-17]。……