[1]张晓光,王一宇,时海军,等.充放电周期中相变材料包覆锂电池的散热模拟[J].机械与电子,2020,(05):9-12.
　,,et al.Simulation of Heat Dissipation with Phase Change Material for Lithium Battery during a Charge-Discharge Cycle[J].Machinery & Electronics,2020,(05):9-12.
点击复制

充放电周期中相变材料包覆锂电池的散热模拟()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年05期
页码:
9-12
栏目:
设计与研究
出版日期:
2020-05-22

文章信息/Info

Title:
S imulation of Heat Dissipation with Phase Change Material for Lithium Battery during a Charge-Discharge Cycle
文章编号:
１００１- ２２５７（２０２０）０５- ０００９- ０４
作者:
张晓光; 王一宇; 时海军; 潘晓楠; 何 燕
青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 ２６６１００
Author(s):
ＺＨＡＮＧＸｉａｏｇｕａｎｇ; ＷＡＮＧＹｉｙｕ; ＳＨＩＨａｉｊｕｎ; ＰＡＮＸｉａｏｎａｎ; ＨＥＹａｎ
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１００，Ｃｈｉｎａ
关键词:
相变材料; 锂电池散热; 充放电周期; 温度场
Keywords:
ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ; ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｙ; ｃｈａｒｇｅ-ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｙｃｌｅ; ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ
分类号:
ＴＭ９１２
文献标志码:
A
摘要:
建立了相变材料（ＰＣＭ）耦合单体锂电池的散热模型并用焓法进行求解。对比了锂电池在同样厚度的 ＰＣＭ 包覆下，充电— 放电过程与单一放电过程中锂电池的温度场和 ＰＣＭ 的熔化，分析了充电— 放电过程中 ＰＣＭ 厚度、ＰＣＭ 导热系数以及外界风冷对锂电池温升的影响。研究表明，在完整的充电— 放电过程中，前一阶段热量的积累对锂电池的温升有较大影响，温升明显高于单一的放电过程，只考虑在单一放电过程中 ＰＣＭ 的用量无法有效控制锂电池在充电— 放电过程中的温升；随着 ＰＣＭ 厚度的增加锂电池温升与 ＰＣＭ 液化率降低，当外界环境与 ＰＣＭ 换热越剧烈时，锂电池的温升对 ＰＣＭ 导热系数变化越敏感，此时ＰＣＭ 导热系数越大，锂电池温升的降低越显著。
Abstract:
Ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｒｍａｌｍｏｄｅｌｆｏｒａｓｉｎｇｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＰＣＭ）ａｎｄｕｓｅｄｅｎｔｈａｌｐｙｗａｙｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｂｌｅｍ．ＴｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄａｎｄＰＣＭ ｍｅｌｔｉｎｇｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆＰＣＭ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＰＣＭ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ＰＣＭ ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙｉｎｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｎｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅｃｈａｒｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｉｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｓｔａｇｅｈａｓａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅ ｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ，ａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆａｓｉｎｇｌｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ．ＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｏｎｌｙｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆＰＣＭｉｎａｓｉｎｇｌｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙｉｎｔｈｅｃｈａｒｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｎｏｔｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＰＣＭｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ，ｔｈｅｌｉｑｕｉｄｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＰＣＭ ｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅｍｏｒｅｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙｉｓｍｏｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆ ＰＣＭｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇＰＣＭｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｓｍｏｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ.

参考文献/References:

［１］ 洪文华．相变材料在锂离子动力电池热管理中的应用研究［Ｄ］．杭州：浙江大学，２０１９．

［２］ ＲＡＯＺ，ＷＡＮＧＳ，ＺＨＡＮＧＧ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｎｅｒｇｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｗｉｔｈｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒａｇｅｉｎｇＬｉＦｅＰＯ４ｐｏｗｅｒｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１１，５２（１２）：３４０８- ３４１４．
［３］ 安治国，刘奇，郭敬谊，等．泡沫铝／石蜡ＰＣＭ 对锂电池组峰值温度的影响［Ｊ］．电源技术，２０１８，４２（８）：１１３６- １１３９．
［４］ 吴伟雄，张国庆，柯秀芳，等．基于相变材料的方形动力电池散热模拟研究［Ｊ］．电源技术，２０１７，４１（３）：３６０- ３６３．
［５］ 王子缘．４６．８Ｖ／８．８Ａｈ电池模组开发过程中的热性能研究［Ｄ］．广州：广东工业大学，２０１８．
［６］ 曹松，毕海权，秦萍，等．块状动力电池相变材料 风冷耦合
散热实验研究［Ｊ］．制冷与空调，２０１７，３１（５）：５２２- ５２６．
［７］ 施尚，余建祖，谢永奇，等．锂电池相变材料／风冷综合热管理系 统 温 升 特 性 ［Ｊ］．北 京 航 空 航 天 大 学 学 报，
２０１７，４３（６）：１２７８- １２８６．
［８］ ＨＡＬＬＡＪＳＡ，ＭＡＬＥＫＩＨ，ＨＯＮＧＪＳ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，１９９９，８３（１／２）：１- ８．
［９］ ＫＲＡＵＳＥ ＬＪ，ＪＥＮＳＥＮ Ｌ Ｄ，ＤＡＨＮＪＲ．ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｐａｒａｓｉｔｉｃｒｅａｃｔｉｏｎｓｉｎＬｉ ｉｏｎｃｅｌｌｓｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１２，１５９（７）：Ａ９３７- Ａ９４３．
［１０］ ＢＥＲＮＡＲＤＩＤ，ＰＡＷＬＩＫＮＯＷＳＫＩＥ，ＮＥＷＭＡＮＪ．Ａｇｅｎｅｒａｌｅｎｅｒｇｙｂａｌａｎｃｅｆｏｒｂａｔｔｅｒｙｓｙｓｔｅｍｓ ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９８５，１３２（１）： ５- １２．
［１１］ 周宇飞，袁一鸣，仇中柱，等．纳米铝和石墨烯量子点改性的 相 变 微 胶 囊 的 制 备 及 特 性 ［Ｊ］．材 料 导 报，
２０１９，３３（６）：９３２- ９３５．
［１２］ 王建，郭航，叶芳，等．相变材料对车用动力电池组内
温度分布影响数值模拟［Ｊ］．化工学报，２０１８，６９（４）：
１６１１- １６１９．

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１９- １２- ０５
基金项目：国家自然科学基金（５１６７６１０３）
作者简介：张晓光 （１９７９－），男，山东莱阳人，博士，副教授，研究方向为工业过程相关的传热传质研究；王一宇 （１９９３－），男，安徽淮南人，硕士研究生，研究方向为相变储能与动力电池热管理。
更新日期/Last Update: 2020-05-22