相变材料强化传热的动力电池散热性能研究

陈志峰，陈江英，李翔晟，欧阳立芳，王雨妍

(1.中南林业科技大学机电工程学院，湖南长沙410004，2.众泰控股集团汽车工程研究院，浙江杭州310018)

动力电池作为电动汽车的重要组成部分和动力来源，它的性能优劣对整车的动力性、经济性和安全性等起着决定性作用。锂离子电池由于具有比能量高、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应等优点[1-2]，在电动汽车行业备受关注。然而一直以来，电池热安全问题是影响其应用的关键因素之一。锂离子电池对温度比较敏感，在工作过程中会因发生化学反应而产生大量热量，若不能及时地将热量消散掉，会降低电池的工作性能，严重时会引起安全事故，因此，对电池的散热性能进行研究具有重要的现实意义。

动力电池常用的冷却技术有空气冷却[3]、液体冷却[4-5]和相变材料(PCM)冷却[6]等。其中，相变材料冷却技术由于结构紧凑、不消耗外界能量而广受关注，但现有单一相变材料的导热性能较差，对电池的散热效果并不理想。因此，强化相变材料的导热性能至关重要。在相变材料中加入导热翅片是强化相变材料导热性能的一种很有应用前景的选择。Wang 等[7]通过实验测试等方法，对采用石蜡和矩形结构翅片复合的实体圆柱形电池模型的热行为进行了研究，证明了翅片可以扩大传热面积，且PCM+翅片复合结构具有导热性能好、工作时间长等优点。Sun 等[8]提出将金属圆柱环与纵向翅片耦合结构形式引入电池模块热管理，通过仿真模拟，研究了圆柱环的位置对电池热管理性能的影响，结果表明，金属圆柱环的径向距离与电池的直径之比为0.2 时，散热性能较好。……