Con el aumento de las ventas y la propiedad de vehículos de nuevas energías, también se producen ocasionalmente accidentes por incendio en estos vehículos. El diseño del sistema de gestión térmica es un obstáculo que limita el desarrollo de estos vehículos. Diseñar un sistema de gestión térmica estable y eficiente es fundamental para mejorar la seguridad de estos vehículos.
El modelado térmico de baterías de iones de litio es fundamental para su gestión térmica. Entre ellos, el modelado de las características de transferencia de calor y el modelado de las características de generación de calor son dos aspectos importantes del modelado térmico de baterías de iones de litio. En estudios existentes sobre el modelado de las características de transferencia de calor de las baterías, se considera que estas presentan una conductividad térmica anisotrópica. Por lo tanto, resulta fundamental estudiar la influencia de las diferentes posiciones y superficies de transferencia de calor en la disipación y la conductividad térmica de las baterías de iones de litio para el diseño de sistemas de gestión térmica eficientes y fiables.
Se utilizó como objeto de investigación la celda de batería de fosfato de hierro y litio de 50 A·h, y se analizaron en detalle sus características de transferencia de calor, proponiendo así una nueva idea de diseño para la gestión térmica. La forma de la celda se muestra en la Figura 1, y los parámetros de tamaño específicos se muestran en la Tabla 1. La estructura de una batería de iones de litio generalmente incluye electrodo positivo, electrodo negativo, electrolito, separador, cable del electrodo positivo, cable del electrodo negativo, terminal central, material aislante, válvula de seguridad y coeficiente de temperatura positivo (PTC).Calentador de refrigerante PTC/Calentador de aire PTC) Termistor y carcasa de batería. Un separador se intercala entre las piezas polares positiva y negativa, y el núcleo de la batería se forma mediante bobinado o el grupo polar mediante laminación. Simplifique la estructura de celda multicapa en un material de celda del mismo tamaño y aplique un tratamiento equivalente a los parámetros termofísicos de la celda, como se muestra en la Figura 2. Se asume que el material de la celda de la batería es una unidad cuboide con características de conductividad térmica anisotrópica, y la conductividad térmica (λz) perpendicular a la dirección de apilamiento se establece para que sea menor que la conductividad térmica (λx, λy) paralela a la dirección de apilamiento.
(1) La capacidad de disipación de calor del esquema de gestión térmica de la batería de iones de litio se verá afectada por cuatro parámetros: la conductividad térmica perpendicular a la superficie de disipación de calor, la distancia de la trayectoria entre el centro de la fuente de calor y la superficie de disipación de calor, el tamaño de la superficie de disipación de calor del esquema de gestión térmica y la diferencia de temperatura entre la superficie de disipación de calor y el entorno circundante.
(2) Al seleccionar la superficie de disipación de calor para el diseño de gestión térmica de baterías de iones de litio, el esquema de transferencia de calor lateral del objeto de investigación seleccionado es mejor que el esquema de transferencia de calor de la superficie inferior, pero para baterías cuadradas de diferentes tamaños, es necesario calcular la capacidad de disipación de calor de diferentes superficies de disipación de calor para determinar la mejor ubicación de enfriamiento.
(3) La fórmula se utiliza para calcular y evaluar la capacidad de disipación de calor, y la simulación numérica se utiliza para verificar que los resultados sean completamente consistentes, lo que indica que el método de cálculo es efectivo y se puede utilizar como referencia al diseñar la gestión térmica de celdas cuadradas.（Sistema de gestión de activos básicos (BTMS))
Hora de publicación: 27 de abril de 2023
