锂离子电池结合棋盘拓扑分流结构的浸没冷却热管理研究
2021-04-28刘倩石千磊李凯璇徐超廖志荣巨星
发电技术 2021年2期
关键词:模型
刘倩,石千磊,李凯璇,徐超,廖志荣,巨星
(电站能量传递转化与系统教育部重点实验室(华北电力大学),北京市 昌平区 102206)
0 引言
锂离子电池由于具有比能量高、质量小、体积小、循环寿命长和自放电率低[1-3]等优点而成为电动汽车研究和发展道路上的关注重点。在锂电池运行过程中,除了正常的充放电反应外,还有大量随之而来的副反应,一旦电池温度过高或者充电电压过高,副反应极易被引发[4]。如果此时电池内产生的热量没有得到及时疏散,极易引起电池内部温度和压力的急剧上升,最终使得电池进入一个无法调控的正反馈自加温状态,即热失控状态[5-6]。锂离子电池适宜的工作温度范围为25~40 ℃[7-9],只要超出该范围,就会导致电池容量下降、放电效率降低、充放电循环寿命缩短等不良后果[8],这些都将直接影响电动汽车的动力性、经济性和安全性[5,10]。所以,电动汽车电池的热管理成为解决电动汽车安全性问题的难点。
电动汽车电池热管理的核心是对电池内部传热效果的控制,主要有3个目的[4,11]:1)温度过高时电池组能尽快地散热,保证其安全性;2)电池组在低温环境能够快速加热,保证在该条件下的充放电效率;3)由于电池间温差过大会使电池的性能下降、安全性降低,所以需要通过设计保证电池温度的均匀性。此外,电池组本身的热管理设计应考虑与电动汽车热能综合管理利用相协调,以实现效益最大化[12]。针对低温加热问题,热管理系统通……
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