Wraz ze wzrostem sprzedaży i liczby posiadanych pojazdów o napędzie elektrycznym, od czasu do czasu zdarzają się również wypadki pożarowe. Konstrukcja systemu zarządzania temperaturą stanowi wąskie gardło, ograniczające rozwój pojazdów o napędzie elektrycznym. Zaprojektowanie stabilnego i wydajnego systemu zarządzania temperaturą ma ogromne znaczenie dla poprawy bezpieczeństwa pojazdów o napędzie elektrycznym.
Modelowanie termiczne akumulatorów litowo-jonowych stanowi podstawę zarządzania termicznego tych akumulatorów. Spośród nich, modelowanie charakterystyki wymiany ciepła i modelowanie charakterystyki generacji ciepła to dwa ważne aspekty modelowania termicznego akumulatorów litowo-jonowych. W istniejących badaniach nad modelowaniem charakterystyki wymiany ciepła akumulatorów, akumulatory litowo-jonowe są uznawane za charakteryzujące się anizotropowym przewodnictwem cieplnym. Dlatego też, niezwykle istotne jest zbadanie wpływu różnych pozycji i powierzchni wymiany ciepła na rozpraszanie ciepła i przewodność cieplną akumulatorów litowo-jonowych w celu zaprojektowania wydajnych i niezawodnych systemów zarządzania termicznego dla tych akumulatorów.
Jako obiekt badań wykorzystano ogniwo litowo-żelazowo-fosforanowe o pojemności 50 Ah. Szczegółowo przeanalizowano jego charakterystykę przenoszenia ciepła i zaproponowano nową koncepcję zarządzania temperaturą. Kształt ogniwa przedstawiono na rysunku 1, a parametry jego rozmiaru w tabeli 1. Struktura akumulatora litowo-jonowego zazwyczaj obejmuje elektrodę dodatnią, elektrodę ujemną, elektrolit, separator, przewód elektrody dodatniej, przewód elektrody ujemnej, zacisk środkowy, materiał izolacyjny, zawór bezpieczeństwa oraz dodatni współczynnik temperaturowy (PTC).Podgrzewacz płynu chłodzącego PTC/Podgrzewacz powietrza PTC) termistor i obudowa baterii. Separator jest umieszczony pomiędzy biegunami dodatnim i ujemnym, a rdzeń baterii jest formowany przez uzwojenie lub grupę biegunów przez laminowanie. Uprość wielowarstwową strukturę ogniwa, wykorzystując materiał ogniwa o tym samym rozmiarze, i przeprowadź analogiczną obróbkę parametrów termofizycznych ogniwa, jak pokazano na rysunku 2. Zakłada się, że materiał ogniwa baterii jest prostopadłościanem o anizotropowych właściwościach przewodnictwa cieplnego, a przewodnictwo cieplne (λz) prostopadłe do kierunku układania jest mniejsze niż przewodnictwo cieplne (λx, λy) równoległe do kierunku układania.
(1) Na zdolność rozpraszania ciepła w układzie zarządzania ciepłem akumulatora litowo-jonowego wpływają cztery parametry: przewodnictwo cieplne prostopadłe do powierzchni rozpraszania ciepła, odległość między środkiem źródła ciepła a powierzchnią rozpraszania ciepła, rozmiar powierzchni rozpraszania ciepła w układzie zarządzania ciepłem oraz różnica temperatur między powierzchnią rozpraszania ciepła a otaczającym środowiskiem.
(2) Podczas wybierania powierzchni rozpraszania ciepła do projektu zarządzania ciepłem akumulatorów litowo-jonowych, boczny schemat przenoszenia ciepła wybranego obiektu badań jest lepszy niż schemat przenoszenia ciepła przez dolną powierzchnię, ale w przypadku akumulatorów kwadratowych o różnych rozmiarach konieczne jest obliczenie zdolności rozpraszania ciepła różnych powierzchni rozpraszania ciepła w celu określenia najlepszego miejsca chłodzenia.
(3) Wzór służy do obliczenia i oceny zdolności rozpraszania ciepła, a symulacja numeryczna służy do sprawdzenia, czy wyniki są całkowicie spójne, co wskazuje, że metoda obliczeniowa jest skuteczna i może być stosowana jako punkt odniesienia przy projektowaniu zarządzania termicznego ogniw kwadratowych.BTMS)
Czas publikacji: 27 kwietnia 2023 r.
