S nárůstem prodeje a vlastnictví vozidel s novými energetickými motory dochází čas od času také k jejich požárům. Návrh systému tepelného řízení je úzkým hrdlem, které omezuje vývoj vozidel s novými energetickými motory. Návrh stabilního a efektivního systému tepelného řízení má velký význam pro zlepšení bezpečnosti vozidel s novými energetickými motory.
Tepelné modelování lithium-iontových baterií je základem tepelného řízení lithium-iontových baterií. Mezi nimi jsou modelování charakteristik přenosu tepla a modelování charakteristik generování tepla dvěma důležitými aspekty tepelného modelování lithium-iontových baterií. V existujících studiích modelování charakteristik přenosu tepla baterií se u lithium-iontových baterií předpokládá, že mají anizotropní tepelnou vodivost. Proto je pro návrh účinných a spolehlivých systémů tepelného řízení pro lithium-iontové baterie velmi důležité studovat vliv různých poloh přenosu tepla a povrchů přenosu tepla na odvod tepla a tepelnou vodivost lithium-iontových baterií.
Jako výzkumný objekt byl použit článek lithium-železitophosfátové baterie s kapacitou 50 Ah·h, jehož charakteristiky přenosu tepla byly podrobně analyzovány a byl navržen nový koncept tepelného managementu. Tvar článku je znázorněn na obrázku 1 a specifické rozměrové parametry jsou uvedeny v tabulce 1. Struktura lithium-iontové baterie obecně zahrnuje kladnou elektrodu, zápornou elektrodu, elektrolyt, separátor, vodič kladné elektrody, vodič záporné elektrody, středový vývod, izolační materiál, pojistný ventil a kladný teplotní koeficient (PTC)(Ohřívač chladicí kapaliny PTC/PTC ohřívač vzduchu) termistor a pouzdro baterie. Mezi kladným a záporným pólovým nástavcem je vložen separátor a jádro baterie je vytvořeno vinutím nebo je pólová skupina vytvořena laminací. Zjednodušte vícevrstvou strukturu článku na materiál článku stejné velikosti a proveďte ekvivalentní úpravu termofyzikálních parametrů článku, jak je znázorněno na obrázku 2. Materiál článku baterie se předpokládá jako kvádrová jednotka s anizotropními charakteristikami tepelné vodivosti a tepelná vodivost (λz) kolmá ke směru stohování je nastavena na menší než tepelná vodivost (λx, λy) rovnoběžná se směrem stohování.
(1) Kapacita odvodu tepla systému tepelného řízení lithium-iontové baterie bude ovlivněna čtyřmi parametry: tepelnou vodivostí kolmou k povrchu odvodu tepla, vzdáleností mezi středem zdroje tepla a povrchem odvodu tepla, velikostí povrchu odvodu tepla systému tepelného řízení a teplotním rozdílem mezi povrchem odvodu tepla a okolním prostředím.
(2) Při výběru povrchu pro odvod tepla pro návrh tepelného řízení lithium-iontových baterií je schéma bočního přenosu tepla vybraného výzkumného objektu lepší než schéma přenosu tepla spodním povrchem, ale u čtvercových baterií různých velikostí je nutné vypočítat kapacitu odvodu tepla různých povrchů pro odvod tepla, aby se určilo nejlepší místo chlazení.
(3) Vzorec se používá k výpočtu a vyhodnocení kapacity odvodu tepla a numerická simulace se používá k ověření, že výsledky jsou zcela konzistentní, což naznačuje, že metoda výpočtu je účinná a lze ji použít jako referenci při návrhu tepelného managementu čtvercových článků.BTMS)
Čas zveřejnění: 27. dubna 2023
