波状流路に基づく埋め込み型複合冷却板構造の最適化と熱管理に関する研究

Cai Yunxiang ,  

Sun Qin ,  

Zhang Bobo ,  

Gu Xiaobin ,  

Zhang Yanjun ,  

Dong Kaijun ,  

摘要

効率的なバッテリ熱管理システムはリチウム電池の安全な運転に不可欠である。本稿では、波状流路を基盤とした埋め込み型複合冷却板を設計し、相変化材料と液冷を結合させ、リチウム電池の熱管理に使用できる。熱飽和相変化材料の潜熱回復プロセスに対して、異なる構造構成の潜熱回復性能、流動エネルギー消費および総合性能を定量的に分析可能な評価方法を提案した。総合性能の比較により埋め込み型複合冷却板の最適構造構成(円弧流形-円形断面-二重流路-横断面積36 mm2-円弧角150°)を導き出し、実験により数値モデルの有効性を検証した。最適化された冷却板構造に基づき、面熱源を用いてリチウム電池の3 C倍率運転中の発熱をシミュレートし、異なる相変化材料液相分率に基づく液冷遅延起動戦略が冷却効果に与える影響を研究した。結果は、相変化材料の液相分率が0.6に達したときに液冷を開始すると最良の温度性能が得られ、冷却板側面の最高温度は38.32 ℃、最大温度差は1.66 ℃であり、液冷運転時間は継続液冷モードと比べて50.50 %短縮されたことを示した。

关键词

埋め込み型複合冷却板;構造最適設計;相変化;潜熱;電池

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