CAT蓄电池浅谈动力锂电池热管理研究体系

摘要：伴随着科学技术持续不断地发展，愈发多先进的技术应用于人们的生产以及生活之中，在较大程度上改变了人们的生活方式，还提升了人们的生活质量。动力锂电池作为先进技术的典型代表，近些年来已广泛地应用至各个领域里，并且取得了初步的成效。然而，热管理系统对于锂电池的正常工作具备重要的意义。此项研究体系，将动力锂电池诸多管理方面的技术，当作基本的研究对象，依据动力锂电池的发热情形，开展与动力锂电池热管理紧密关联的 PACK 箱，以及汽车电子窗的综合散热研究，还运用数值仿真技术，针对电池舱散热状况，实施相应的优化设计。

关键词：动力锂电池；热管理；仿真技术

引言

能成为电动汽车以及各类便携设备重要构成部分的动力锂电池，是凭借自身独具的特别技术优势的。不过鉴于动力锂电池自身特性，于动力锂电池应用环节存在对应问题。当前阶段不少动力锂电池成本偏高，并且难以达成对动力锂电池的有效热管理。[1]就动力锂电池基本工作原理而言，在动力锂电池实施过渡期间，需开展多次充电与放电，而在充电放电之际，电池内部化学材料会发生一系列化学反应。动力锂电池体积通常较小，它发生反应时，电池内部会蓄积大量热量，要是无法对动力锂电池释放的热量实施有效管理，那么就会加大动力锂电池爆炸的风险。从上述几个方面能够看出，强化动力锂电池的热管理很有必要。

研究体系线路

在这个研究体系里头，有相关研究人员，把动力锂电池的热管理技术当作主要研究对象，研究动力锂电池的发热状况，在此研究进程里，得确保电池组内部的温差比5摄氏度小，与此同时，研究人员要仔细研究跟动力锂电池热管理紧密关联的PACK箱以及汽车电池仓的综合散热情形，接着再进一步借助比较先进的数值仿真技术，对PACK箱以及电池仓的散热结构予以全面优化，最终达成降低单体最高温度的基本目标，并且相关人员的研究成果还能给锂电池PACK箱的进一步开发提供有力的技术支持，为相关企业领导层的决策工作给出重要参考依据 。

确定动力锂电池发热模型

工作人员开展相关实验，对锂电池重要参数予以全面测量，结合锂电池具体工作原理合理设置动力锂电池发热模型，借助相关资源数据持续对模型实施改进与优化，达成进一步保障发热模型能准确真实反映锂电池发热状况之目的 。

（一）、锂电池发热模型的建立

在构建相关模型进程里，工作人员开展相关技术与调研，还进行深度理论探究，进而再确定锂电池的发热模型。其中所产生的热量，主要涵盖内部化学反应生成的热，以及电流经电阻产生的热，除此之外，还包含高温作业时电解质分解产生的热。 。能从实际情形看出，电化学反应热跟电池自身的性质存在关系，并且，依据化学反应所普遍具备的有的可逆性同样能够知晓，因电化学反应而生成的热量也是可逆的，于放电进程中呈现为正值，在充电进程中呈现为负值。而极化热是指电池在进行充放电时电池表面出现极化现象所释放出的热量。在充放电的时候，会造成工作电压与开路电压之间出现偏差，而这一部分偏差会产生相应的热量。同时，在充电与放电的末尾阶段，这部分热量会急剧地增多。存在这样一种情况，属于电池内部电阻于运行期间产出的热量，此热量被称作焦耳热，依据焦耳热的计算方式，该热量进而产生的热主要跟电流大小存在关联，且焦耳热属于具备不可逆性质的反应热，在实际进行充电时，车辆大多处于静止状态，处于静止状态时，多数情况下电池舱内空气循环流动得借由散热风扇来达成，与此同时，按照相关人员的研究成果显示，充电时电池升高的温度高于电池放电时升高的温度。因此，于构建模型之际，需把电池发热模型耦合至PACK散热系统里，与此同时，工作人员要对整个系统以及整车散热结构予以分析，还要展开研究的工作。

CDF数值仿真及其优化

（一）、PACK箱散热仿真及其结构优化

有关系的人员运用CREO技术创建PA CK箱的几何模型，还使用相应软件开展网格划分，借此构建出规范的锂电池发热模型。与此同时关于的技术人员运用软件对其流动传热性做数值仿真，进而进一步探究各部分的传热电，以此持续不断的针对电池的布置方式做相应的优化 。依据相关人员实际工作状况而言，于开展优化进程之际，封道的结构是维持不变的，然而需针对紧固件以及连接件予以相应的调整，电芯的最高温度要维持在52.2摄氏度，并且铝牌的最高温度应当维持在51.5摄氏度。

分析及优化仿真结果，芯体发热的速率，材料导热这一速率，对流传热的速率 。

于仿真结果开展分析优化进程里，相关工作者应加大波浪形封道的宽度，且依据某些原始数据去设计相关模型。统计研究显示，运用仿真模型能让风道压损降低3.2%，还可使整个系统的有效分量提升9.7%，电芯片温度亦达52摄氏度，散热效果获进一步优化。

拿原始设计模型的具体情形来说，原始设计模型里女排和外壳之间存在间隙，间隙之中充斥着空气，所以热阻相对较大。与此同时，在部分设计里，设计人员把外壳紧挨着铝排，还探究其对散热能力的作用。经由实验研究显示，把外壳紧贴铝排后，经由外壳散发的热量提升了百分之二十三点二，由于外壳散热量在总散热量里所占比例相对较小，因而外壳的散热对电信总体温度影响相对较小，不过相关工作人员也察觉到迎风侧铝排温度变化相对显著。从基本材料方面来看，原始模型所分到的材料是导热系数为0.45瓦的改进型塑料，相较于传统材料，这类材料电信对外热散失的热阻有所增大，并且它封堵散热的能力也有下降，进而致使在使用期间各零件的温度升高了2至3摄氏度。

（三）、电池舱散热仿真以及结构优化

在开展电池仓结构优化进程里，有关人员借助CREO系统搭建几何模型，与此同时运用相关技术实施简化处理，防止因模型太过复杂致使无法继续开展计算。于结构优化进程中采用网格划分软件实施网格划分，并且针对电池窗的流动传播性能予以研究与分析，进而探究电池仓的传热特性。同时，为进一步防止 PACK 箱内电池热量持续且不断累加，技术人员需对电池结构作相应优化，以此确保电池产生的热量能散布至周边环境，进而防止电池运行时出现危险。而在优化设计进程里，要对外界气流仿真场予以优化设计，在设计时假定流体是定常流体，并且，要忽略仿真进程中细微漩涡的影响 。经过相关工作人员研究显示，单从电池基本结构而言，原车侧面电池舱之散热格全是水平格栅没错，然而电池仓内进风量相对较小属实。经由工作人员具体测算证明，针对电池仓侧面予以修改后，仓内进风量增加幅度超过50%了。

动力锂电池热管理基本设计准则总结

对于动力锂电池热管理系统，以及电子厂结构的优化，本篇文章进行了总结，针对电池热管理数值予以了深入研究、探讨，进而形成了相应解决方案，提出了电池热管理优化的基本方向，还确定了电池热管理的基本准则，期望能对相关汽车生产厂家有指导意义，在其生产进程中助其降低相应经济成本，且提升产品质量。

结语

此研究体系依据传热学、流体力学等基础理论，还结合了对应的数值仿真技术，对锂电池发射原理予以深入解析和归纳，同时也探究了电池仓内部结构对电视剧管理产生的影响。通过相关论述，借助数据研究，构建了动力锂电池热管理仿真体系， 对动力锂电池热管理过程里各项重要参数展开了研究， 期望以相关实验和研究，为动力锂电池电池仓的开发与设计，提供一定理论依据及技术支撑， 为我国动力锂电池事业的发展，作出相应贡献。