新型鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)耦合的電化學熱力學模擬

電池熱管理對鋰離子電池是非常重要的，如果電池工作于合適的溫度區(qū)間內(nèi)，電池的性能與壽命都有很大的提高。因此需要一個高效的電池熱管理系統(tǒng)來控制電池在任何的工況下溫度都可以保持在這個區(qū)間內(nèi)。本文介紹了新型的一種應用于18650電池使用液體冷卻劑的熱管理系統(tǒng)，同時建立了對應于該電池組的三維電化學模型，其中電池單體之間通過鋁金屬材料制成的傳導元件進行熱連接，這些熱傳導元件圍繞電池纏繞，通過熱傳導將熱量散出，同時連接到承載冷卻劑液體的通道。

在冷卻液泄露的情況下，傳導元件還起到冷卻劑和電池之間的分離作用。建立的三維電化學模型與試驗結(jié)果高度吻合，而且模型可用于評估不同條件下（如冷卻劑流量與放電電流）對電池包溫度的影響，結(jié)果表明接觸電阻對電池包的熱性能有較大的影響。在本文中還設計了一個簡單又新型的程序，可以通過只測量典型單體電池的溫度預測出其它部分電池單體的溫度。同時進行實驗研究，結(jié)果表明程序預測的結(jié)果與實驗測量值一致性較高。將此方法用在電池上溫度測量上可以減少應用于電動汽車的大型電池中的電池傳感器數(shù)量與控制系統(tǒng)復雜程度。