Com o aumento nas vendas e na posse de veículos de novas energias, acidentes com incêndio nesses veículos também ocorrem ocasionalmente. O projeto do sistema de gerenciamento térmico é um gargalo que restringe o desenvolvimento de veículos de novas energias. Projetar um sistema de gerenciamento térmico estável e eficiente é de grande importância para melhorar a segurança desses veículos.
A modelagem térmica de baterias de íon-lítio é a base do gerenciamento térmico dessas baterias. Dentre seus aspectos principais, a modelagem das características de transferência de calor e a modelagem das características de geração de calor são dois fatores cruciais. Em estudos existentes sobre a modelagem das características de transferência de calor em baterias, considera-se que as baterias de íon-lítio possuem condutividade térmica anisotrópica. Portanto, é de grande importância estudar a influência de diferentes posições e superfícies de transferência de calor na dissipação e na condutividade térmica das baterias de íon-lítio para o projeto de sistemas de gerenciamento térmico eficientes e confiáveis para essas baterias.
A célula de bateria de fosfato de ferro-lítio de 50 Ah foi utilizada como objeto de pesquisa, e suas características de comportamento de transferência de calor foram analisadas em detalhes, sendo proposta uma nova ideia de projeto de gerenciamento térmico. O formato da célula é mostrado na Figura 1, e os parâmetros dimensionais específicos são apresentados na Tabela 1. A estrutura de uma bateria de íon-lítio geralmente inclui eletrodo positivo, eletrodo negativo, eletrólito, separador, terminal do eletrodo positivo, terminal do eletrodo negativo, terminal central, material isolante, válvula de segurança e coeficiente de temperatura positivo (PTC).Aquecedor de líquido refrigerante PTC/Aquecedor de ar PTC) termistor e caixa da bateria. Um separador é intercalado entre os polos positivo e negativo, e o núcleo da bateria é formado por enrolamento ou o conjunto de polos é formado por laminação. Simplifique a estrutura da célula multicamadas em um material de célula com o mesmo tamanho e realize um tratamento equivalente nos parâmetros termofísicos da célula, conforme mostrado na Figura 2. Assume-se que o material da célula da bateria seja uma unidade cuboide com características de condutividade térmica anisotrópica, e a condutividade térmica (λz) perpendicular à direção de empilhamento é definida como menor que a condutividade térmica (λx, λy) paralela à direção de empilhamento.
(1) A capacidade de dissipação de calor do esquema de gerenciamento térmico da bateria de íon-lítio será afetada por quatro parâmetros: a condutividade térmica perpendicular à superfície de dissipação de calor, a distância do caminho entre o centro da fonte de calor e a superfície de dissipação de calor, o tamanho da superfície de dissipação de calor do esquema de gerenciamento térmico e a diferença de temperatura entre a superfície de dissipação de calor e o ambiente circundante.
(2) Ao selecionar a superfície de dissipação de calor para o projeto de gerenciamento térmico de baterias de íon-lítio, o esquema de transferência de calor lateral do objeto de pesquisa selecionado é melhor do que o esquema de transferência de calor da superfície inferior, mas para baterias quadradas de tamanhos diferentes, é necessário calcular a capacidade de dissipação de calor de diferentes superfícies de dissipação de calor para determinar o melhor local de resfriamento.
(3) A fórmula é usada para calcular e avaliar a capacidade de dissipação de calor, e a simulação numérica é usada para verificar se os resultados são completamente consistentes, indicando que o método de cálculo é eficaz e pode ser usado como referência no projeto do gerenciamento térmico de células quadradas.BTMS)
Data da publicação: 27/04/2023
