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基于板式热管/相变复合散热的车用锂电池散热研究
| 论文题名： | 基于板式热管/相变复合散热的车用锂电池散热研究 |
| 关键词： | 车用锂电池;相变材料;板式热管;复合结构;散热性能 |
| 摘要： | 随着电动汽车的大规模发展，锂电池作为电动汽车动力的主要来源被广泛研究。由于锂电池工作温度的特定性，过高的工作温度会导致锂电池出现安全问题，因此必须配备良好的散热系统用于控制锂电池工作时的最高温度，并维持电池温度的均匀性，延长锂电池的使用寿命，保障锂电池工作的安全性。相变材料具有较高的潜热值且相变温度与锂电池工作温度匹配，能在锂电池升温时及时吸收热量，保障锂电池温度在正常工作温度范围内，因此本文开展基于相变材料应用于锂电池的散热研究。 论文设计了采用石蜡为相变材料，板式热管为辅助散热的锂电池复合散热结构，并通过Comsol软件搭建了锂电池电化学热耦合模型。首先为体现锂电池的升温，模拟了电池在环境温度26℃时，以最大充放电电流极限充放电循环下的电池温度变化；其次依据锂电池充放电过程中的温度范围搭建板式热管-石蜡复合散热结构，研究了该散热结构对锂电池温度的影响；然后为测试该散热结构在不同工况下对锂电池温度的影响，对比了不同环境温度和对流条件下锂电池中心温度的变化；最后研究分析了板式热管的尺寸参数、热管数量以及热管内工质种类的变化对锂电池中心温度的影响。 研究结果表明：1）锂电池在自然冷却时，在极限充放电循环后电池温度超过了正常工作温度的范围，采用板式热管-石蜡复合散热结构的锂电池在环境温度为26℃时相较于自然冷却，电池中心最高温度下降了12.2℃，表明该结构能很好的控制锂电池的升温；2）该散热结构在环境温度为室温26℃时，散热效率较高且温度升高速率平稳；较低和较高的环境温度会减小该散热结构对锂电池的散热能力，且升温速率较大；3）工质种类的变化对锂电池温度的影响较小，热管数量、冷凝段高度以及板式热管的厚度对锂电池温度的影响较大。 |
| 作者： | 孙豪 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 袁晓红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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