基于串并对称式液冷流道的锂电池散热分析

摘要

针对锂离子电池均温性差和液冷系统能耗高等问题，以方形锂离子电池为研究对象，在电池单体模型验证的基础上，设计了串并对称式液冷流道的锂离子电池散热结构，对比了5种流道方案，在优选方案四的基础上，分析了液冷板中的液冷流速、铝板厚度组合和液冷系统的启动时间对电池散热效果和液冷系统能耗的影响.结果表明：与方案一的流道形状S₀对比，方案四的流道形状S₃能够将模组中电池单体的最大温差降低15%；此外，电池的最高温度随着液冷流速的增加呈现先减小后平缓的趋势；在保证液冷系统总质量不变的前提下，与初始的铝板厚度组合h₀对比，调整后的铝板厚度组合h4可将电池模组的最大温差降低12%；电池在2.5C放电时，延迟液冷系统启动时间至563 s，既可以保证电池在最佳的工作温度范围内，又能节约液冷系统约39%的能耗成本.

关键词

锂离子电池 / 液冷系统 / 散热结构 / 性能分析

基金资助

国家自然科学基金资助项目（51806066）; 江西省自然科学基金资助项目（20181BAB216023）; 江西省教育厅科技项目（GJJ210630）; 博士后科学基金面上项目（2022M711352）