PCM与液体协同冷却的电池组热仿真研究

王印霜，邹得球，贺瑞军，马 群

(宁波大学海运学院，浙江宁波315211)

新能源汽车(NEV)与传统燃油汽车相比，可以减少尾气排放、降低燃油消耗[1]。它发展的主要技术方向是纯电动汽车(EV)。2019年，新能源汽车产销分别完成124.2 万辆和120.6 万辆。其中，纯电动汽车产销分别完成102 万辆和97.2万辆。

锂离子电池电压高、能量密度高、自放电率低、寿命长。锂离子电池组是纯电动汽车主流供能装置[2]。锂离子电池的性能受温度影响很大[3]。电池充放电过程中会产生热量使得电池温度升高。当电池温度持续升高且热量无法及时散失时会影响电池的性能，甚至会引起安全问题[4]。

单体电池之间性能(容量、内部电阻和自放电率)的差异在使用过程中会加剧和扩大。不一致性加大会导致电池性能下降、安全性变差[5]。因此，有效的热管理(调控电池温度和温差)是实现电池安全可靠工作的重要技术之一。

电池组传统热管理方式有空冷、液冷和相变材料(PCM)冷却[6]。

空气冷却技术研究主要集中在冷却介质出入口位置设置、电池间距选择、电池排列方式选择和空气流量大小等对冷却效果的影响方面。比如，Wei 等[7]通过毛细管效应、Yang等[8]通过喷水蒸发对空气进行预冷来研究电池组的冷却效果。以空气为介质的热管理系统设计简单，使用安全可靠。但是，空气热容小、热导率小，这导致冷却效果不佳。

液相冷却技术研究主要集中在冷却通道截面形状优化、通道分布形式、冷却液流量和温度等参数选择、电池与通道的接触面积设计等对冷却效果的影响方面[9-18]。……