吴锡鸿

（广东工业大学材料与能源学院，广东 广州510006）

1 概述

电池模组是电动汽车最重要的部件，在电池使用寿命期限内，会进行反复的充放电。而在实际使用过程中，锂离子电池的性能与温度密切相关[1]。因此，必须要解决配合额外的散热部件以控制电池模组的温度和温差[2,3]。导热硅胶，以其自身较高的导热率、优异的绝缘性能、良好的柔性和弹性能力等特性，在该领域拥有独特的优势[4]。

目前，导热硅胶应用于电池热管理系统的研究主要为液体冷却方式，然而液体冷却方式会大幅度提升整个系统的结构复杂性。另外，液体冷却方式的电池热管理系统存在着冷却剂泄漏的隐患[5]。因此，在本研究中将泡沫铜增强型导热硅胶以耦合强制对流的方式应用于电池热管理系统中，并通过理论分析方法对比传统块状泡沫铜增强型导热硅胶（block-copper foam-silica gel, b-CF-SG）与新型管状泡沫铜增强型导热硅胶（tube-copper foam-silica gel, t-CF-SG）的控温性能，进而提出一种行之有效的电池热管理策略。

表1 b-CF-SG 模型和t-CF-SG 模型具体参数

2 仿真模型建立

2.1 电池热管理系统的模型结构

如图1 所示，模型结构分别按照b-CF-SG 和t-CF-SG 耦合强制对流，在电池模组中进行仿真计算。所选电池为18650 型磷酸铁锂动力电池，电池之间的中心间距为26mm，具体参数如表1 所示。在b-CF-SG 中，模块的尺寸为156mm×104mm×65mm；在t-CF-SG 中，所选用的SG 厚度为3mm，高度为65mm。强制对流的风速为3m/s，进出风口的尺寸均为124mm×65mm。

2.2 电池散热系统计算模型

动力电池的能量守恒方程如下：

图1 b-CF-SG 模型和t-CF-SG 模型耦合强制对流示意图