Um den Einfluss der Phasenumwandlung des Kältemittels auf die Temperaturregelungsleistung des Direktkühlsystems von Hochvoltbatterien zu analysieren, schlägt dieser Artikel eine elektro-thermische Kopplungsanalyse basierend auf einem äquivalenten Batterieschaltkreismodell und einem thermischen Widerstandsnetzwerkmodell vor und erstellt ein diskretes Modell des typischen Direktkühlsystems der Batterie. AMESim wird verwendet, um die Temperaturantwort des Direktkühlsystems numerisch zu untersuchen. Durch den Vergleich mit experimentellen Daten wird die Validierung durchgeführt, parametrische Studien analysieren die lokale Temperaturregelungsleistung der Hochvoltbatterie. Die Temperaturregelungsleistung des Direktkühlsystems wird unter 2 C Hochstromladung und Lade-Entlade-Zyklusbedingungen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen: Veränderungen der zweiphasigen Gas-Flüssig-Region und der überhitzten einphasigen Region innerhalb der Direktkühlplatte haben einen signifikanten Einfluss auf die Systemleistung. Im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigkeitskühlsystemen kann die Zweiphasenregion die maximale Batterietemperatur um 28,3 % senken, aber die Überhitzungszone weist eine erhebliche Wärmeübertragungsverschlechterung auf, die zu einem signifikanten Anstieg der maximalen Batterietemperatur und einem starken Anstieg der maximalen Temperaturdifferenz führt. Unter 2 C Bedingungen verringert sich der Oberflächenwärmeübergangskoeffizient um etwa 73,6 %, wenn das Kältemittel vom zweiphasigen zum einphasigen Wärmeaustausch wechselt, was zu einem Temperaturanstieg der entsprechenden Batteriezelle um etwa 12-14 ℃ führt; zu niedrige Kältemitteltemperaturen verursachen eine zu große vertikale Temperaturdifferenz in der Batterie, was die praktische Anwendung des Direktkühlsystems einschränkt; eine Erhöhung des Verdampfdrucks des Kältemittels und die Anordnung von Direktkühlplatten auf beiden Seiten können die vertikale Temperaturdifferenz der Batterie effektiv verringern, aber es ist schwierig, die Auswirkungen der Überhitzung auf die Systemleistung zu beseitigen.

Batteriethermomanagement; Direktkühlsystem; elektro-thermisch gekoppeltes Modell; Phasenumwandlung; Überhitzung