Odată cu creșterea vânzărilor și a deținerii de vehicule alimentate cu energie nouă, accidentele de incendiu cauzate de vehiculele alimentate cu energie nouă apar și ele din când în când. Proiectarea sistemului de management termic reprezintă o problemă care limitează dezvoltarea vehiculelor alimentate cu energie nouă. Proiectarea unui sistem de management termic stabil și eficient este de mare importanță pentru îmbunătățirea siguranței vehiculelor alimentate cu energie nouă.
Modelarea termică a bateriilor Li-ion stă la baza managementului termic al bateriilor Li-ion. Printre acestea, modelarea caracteristicilor de transfer de căldură și modelarea caracteristicilor de generare de căldură sunt două aspecte importante ale modelării termice a bateriilor litiu-ion. În studiile existente privind modelarea caracteristicilor de transfer de căldură ale bateriilor, bateriile litiu-ion sunt considerate a avea conductivitate termică anizotropă. Prin urmare, este de mare importanță studierea influenței diferitelor poziții de transfer de căldură și a suprafețelor de transfer de căldură asupra disipării căldurii și conductivității termice a bateriilor litiu-ion pentru proiectarea unor sisteme eficiente și fiabile de management termic pentru bateriile litiu-ion.
Celula bateriei litiu-fier fosfat de 50 A·h a fost utilizată ca obiect de cercetare, iar caracteristicile sale de comportament la transferul de căldură au fost analizate în detaliu și a fost propusă o nouă idee de design pentru managementul termic. Forma celulei este prezentată în Figura 1, iar parametrii specifici de dimensiune sunt prezentați în Tabelul 1. Structura bateriei Li-ion include, în general, electrod pozitiv, electrod negativ, electrolit, separator, cablu electrod pozitiv, cablu electrod negativ, terminal central, material izolator, supapă de siguranță, coeficient de temperatură pozitiv (PTC)Încălzitor de lichid de răcire PTC/Încălzitor de aer PTC) termistor și carcasa bateriei. Un separator este plasat între piesele polare pozitive și negative, iar miezul bateriei este format prin înfășurare sau grupul de poli este format prin laminare. Simplificați structura celulei multistrat într-un material celular de aceeași dimensiune și efectuați un tratament echivalent asupra parametrilor termofizici ai celulei, așa cum se arată în Figura 2. Se presupune că materialul celulei bateriei este o unitate cuboidă cu caracteristici de conductivitate termică anizotropă, iar conductivitatea termică (λz) perpendiculară pe direcția de stivuire este setată să fie mai mică decât conductivitatea termică (λx, λy) paralelă cu direcția de stivuire.
(1) Capacitatea de disipare a căldurii a schemei de gestionare termică a bateriei litiu-ion va fi afectată de patru parametri: conductivitatea termică perpendiculară pe suprafața de disipare a căldurii, distanța pe traseu dintre centrul sursei de căldură și suprafața de disipare a căldurii, dimensiunea suprafeței de disipare a căldurii a schemei de gestionare termică și diferența de temperatură dintre suprafața de disipare a căldurii și mediul înconjurător.
(2) La selectarea suprafeței de disipare a căldurii pentru proiectarea managementului termic al bateriilor litiu-ion, schema de transfer termic lateral a obiectului de cercetare selectat este mai bună decât schema de transfer termic pe suprafața inferioară, însă pentru baterii pătrate de diferite dimensiuni, este necesar să se calculeze capacitatea de disipare a căldurii a diferitelor suprafețe de disipare a căldurii pentru a determina cea mai bună locație de răcire.
(3) Formula este utilizată pentru a calcula și evalua capacitatea de disipare a căldurii, iar simularea numerică este utilizată pentru a verifica dacă rezultatele sunt complet consistente, indicând faptul că metoda de calcul este eficientă și poate fi utilizată ca referință la proiectarea managementului termic al celulelor pătrate.BTMS)
Data publicării: 27 aprilie 2023
