用于增强散热的紧凑混合电池热管理系统
系统与控制
2024-12-03 v1 系统与控制
摘要
混合电池热管理系统（HBTMS）结合了主动液体冷却和被动相变材料（PCM）冷却，已显示出锂离子电池热管理的潜力。然而，冷却液和PCM在混合冷却系统中的填充体积受制于高充放电速率下的系统尺寸和重量限制。这些限制导致冷却液在放电期间的对流散热减小。PCM的液化速率加快，被动冷却效果降低。本文提出了一种采用多入口U形微通道的紧凑型混合冷却系统，通道间隙通过PCM/铝泡沫实现紧凑化。采用热导率更好的纳流体冷却（NC）技术。进一步发展了用于增强冷却（EC）的脉冲流功能，以降低功耗。开发了经实验验证的热力学模型，以优化运行条件，包括冷却液类型、冷却方向、通道高度、入口流量和冷却方案。结果表明，与电动汽车（EV）的传统液体冷却方法相比，采用NC+PCM+EC的混合冷却方案，在25{\deg}C的室温下以1C放电速率，仅增加5%的功耗，即可将锂离子电池的最大温度降低3.44{\deg}C。电池平均充电次数增加约6至15%。本研究结果有助于提高新能源EV的续航距离及驾驶安全性。
引用
@article{arxiv.2412.00999,
title = {A Compact Hybrid Battery Thermal Management System for Enhanced Cooling},
author = {Zhipeng Lyu and Jinrong Su and Zhe Li and Xiang Li and Hanghang Yan and Lei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00999},
year = {2024}
}