基于直流道液冷板的动力电池冷却性能仿真
2021-10-14蔡森林魏名山宋盼盼魏洪革
汽车安全与节能学报 2021年3期
蔡森林,魏名山∗,宋盼盼,魏洪革
(1. 北京理工大学 机械与车辆学院,北京100081,中国;2. 北京海纳川汽车部件股份有限公司,北京100081,中国)
大力发展纯电动汽车是解决全球能源危机和环境污染问题的重要措施,也将是汽车行业持续发展的方向。锂离子电池具有高能量密度和高功率密度且无记忆效应、自放电率低等优点,已经成为电动汽车的首选动力电池[1]。然而,锂离子电池的安全性、寿命、低温性能、充放电效率等方面存在的问题亟待解决,温度是影响锂离子电池容量、充放电性能、循环寿命及安全性最为关键的因素[2]。电池在充放电过程中会释放大量的热量,使得电池温度会急剧上升,甚至引发热失控[3];低温下电池在充电过程中锂离子迁移困难会引发金属锂枝晶反应,易刺穿电池内部隔膜引发电池内短路,存在安全隐患[4-6]。另外,电池的温度过高和过低都会加速电池的老化过程,这就要求电池工作温度保持在20 ~ 45 ℃,电池模组间的温差应该控制在5 ℃以内。
电池在工作过程中出现高温的情况需要冷却系统进行有效散热,最常见的冷却方式有空气冷却和液体冷却。空气冷却散热系统具有结构简单、成本低廉、能耗少、易于安装维护等优点,但是存在对流换热系数小、响应时间长、散热能力低等缺点,主要用于早期电池容量小的纯电动汽车或某些混合动力车型。与空气冷却相比,液体冷却具有比热容和对流换热系数大的优势。液体冷却系统与电池组进行换热时,能将电池组的热量迅速带出电池包,快速实现散热需求。……
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