با افزایش فروش و مالکیت خودروهای انرژی نو، حوادث آتشسوزی خودروهای انرژی نو نیز هر از گاهی رخ میدهد. طراحی سیستم مدیریت حرارتی یک مشکل گلوگاهی است که توسعه خودروهای انرژی نو را محدود میکند. طراحی یک سیستم مدیریت حرارتی پایدار و کارآمد برای بهبود ایمنی خودروهای انرژی نو از اهمیت بالایی برخوردار است.
مدلسازی حرارتی باتری لیتیوم-یون اساس مدیریت حرارتی باتری لیتیوم-یون است. در میان آنها، مدلسازی مشخصه انتقال حرارت و مدلسازی مشخصه تولید حرارت دو جنبه مهم مدلسازی حرارتی باتری لیتیوم-یون هستند. در مطالعات موجود در مورد مدلسازی مشخصههای انتقال حرارت باتریها، باتریهای لیتیوم-یون دارای رسانایی حرارتی ناهمسانگرد در نظر گرفته میشوند. بنابراین، مطالعه تأثیر موقعیتهای مختلف انتقال حرارت و سطوح انتقال حرارت بر اتلاف حرارت و رسانایی حرارتی باتریهای لیتیوم-یون برای طراحی سیستمهای مدیریت حرارتی کارآمد و قابل اعتماد برای باتریهای لیتیوم-یون از اهمیت بالایی برخوردار است.
سلول باتری لیتیوم آهن فسفات 50 آمپرساعتی به عنوان هدف تحقیق مورد استفاده قرار گرفت و ویژگیهای رفتار انتقال حرارت آن به طور مفصل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و یک ایده طراحی مدیریت حرارتی جدید پیشنهاد شد. شکل سلول در شکل 1 نشان داده شده است و پارامترهای اندازه خاص در جدول 1 نشان داده شده است. ساختار باتری لیتیوم-یون به طور کلی شامل الکترود مثبت، الکترود منفی، الکترولیت، جداکننده، سرب الکترود مثبت، سرب الکترود منفی، ترمینال مرکزی، ماده عایق، شیر اطمینان، ضریب دمای مثبت (PTC) (بخاری خنک کننده PTC/بخاری هوای PTC) ترمیستور و محفظه باتری. یک جداکننده بین قطعات قطب مثبت و منفی قرار گرفته است و هسته باتری با سیمپیچ تشکیل میشود یا گروه قطب با لایهبندی تشکیل میشود. ساختار سلول چند لایه را به یک ماده سلولی با اندازه یکسان ساده کنید و همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، عملیات معادل را روی پارامترهای ترموفیزیکی سلول انجام دهید. فرض میشود ماده سلول باتری یک واحد مکعبی با ویژگیهای رسانایی حرارتی ناهمسانگرد است و رسانایی حرارتی (λz) عمود بر جهت انباشتگی کوچکتر از رسانایی حرارتی (λ x، λy) موازی با جهت انباشتگی تنظیم میشود.
(1) ظرفیت اتلاف حرارت طرح مدیریت حرارتی باتری لیتیوم-یون تحت تأثیر چهار پارامتر قرار خواهد گرفت: رسانایی حرارتی عمود بر سطح اتلاف حرارت، فاصله مسیر بین مرکز منبع حرارت و سطح اتلاف حرارت، اندازه سطح اتلاف حرارت طرح مدیریت حرارتی و اختلاف دما بین سطح اتلاف حرارت و محیط اطراف.
(2) هنگام انتخاب سطح اتلاف حرارت برای طراحی مدیریت حرارتی باتریهای لیتیوم-یون، طرح انتقال حرارت جانبی شیء تحقیقاتی انتخاب شده بهتر از طرح انتقال حرارت سطح زیرین است، اما برای باتریهای مربعی با اندازههای مختلف، لازم است ظرفیت اتلاف حرارت سطوح اتلاف حرارت مختلف محاسبه شود تا بهترین مکان خنکسازی تعیین شود.
(3) از فرمول برای محاسبه و ارزیابی ظرفیت اتلاف حرارت استفاده میشود و از شبیهسازی عددی برای تأیید سازگاری کامل نتایج استفاده میشود، که نشان میدهد روش محاسبه مؤثر است و میتواند به عنوان مرجع هنگام طراحی مدیریت حرارتی سلولهای مربعی مورد استفاده قرار گیرد.بی تی ام اس)
زمان ارسال: ۲۷ آوریل ۲۰۲۳
