基于复合相变材料的电池包热管理研究

林裕旺，王惜慧，郭剑成，庞秋杏

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510641)

电池是电动汽车中最关键也最昂贵的部件，其性能直接影响到电动汽车的整体性能。电池在使用过程中，影响其工作性能的两个重要因素分别是温度及其一致性。电池工作的适宜温度区间为0～50 ℃[1]，温度低于0 ℃时将严重降低电池的充放电性能；温度高于50 ℃时，则会造成电解液分解，缩短电池的使用寿命，严重时甚至会造成电池燃烧、爆炸[2]。目前，普遍又有3 种电池冷却方式：风冷、液冷和相变冷却。与风冷相比，相变冷却的冷却效果更好，且在气温高于40 ℃的情况下仍保持良好的冷却效果[3]；与风冷[4]和液冷[5]相比，相变冷却结构简单、不需要额外冷却部件和能量的消耗，尤其适合非稳态放电[6]。

有机类相变材料在电池热管理中有着广阔的应用前景。其中，石蜡相变温度适宜，相变焓值较高，是目前在电池热管理中最适用的几种材料，但石蜡的导热系数普遍低于0.5 W/(m·K)，难以直接应用[7]。Chunjing Lin 等[8]研究发现由石蜡和石墨片制成的复合材料能有效降低电池短时间高强度放电时的温升，且模块间温度一致性优良，尤其在低温环境下能有效保证电池的最佳工作温度。凌子夜[9]将膨胀石墨与石蜡复合用于电池热管理，石蜡的导热系数提高了20～60 倍，并且有效控制了电池最高温升和最大温差。陈立贵[10]制备了活性炭/石蜡复合相变材料，具有很好的定型效果并提高了石蜡的导热系数和热稳定性。……