液冷板抑制锂离子电池组热失控蔓延性能及优化设计

作     者：张越 孔得朋 平平 ZHANG Yue;KONG Depeng;PING Ping

作者机构：中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266580 

基　　金：国家自然科学基金项目(52174225) 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2022年第11卷第8期

页      码：2432-2441页

摘      要：本工作通过数值方法研究了液冷板抑制锂离子电池组热失控蔓延的能力,并针对传统直流道液冷板在高温环境中应用出现的问题进行了优化设计。基于阿仑尼乌斯公式搭建了方形NCM电池组热失控蔓延模型,并与已有研究结果进行对比,证明该模型准确性较高。基于此模型进行后续液冷板抑制研究,其中液冷板置于电池之间。为了保证液冷板在高温环境中的可靠性,首先分析了板内流体温度表现。结果表明,当针刺电池发生热失控后,直流道液冷板在流速为0.01 m/s和0.05 m/s时流体最高温度超过沸点;流速为0.1 m/s时流体最高温度则低于沸点,且可以有效抑制电池组热失控蔓延。针对直流道液冷板流体温度过高的问题,采用变密度法对液冷板流道进行拓扑优化。分析了优化后液冷板的抑制性能,并与直流道液冷板进行对比。结果表明,优化后液冷板的抑制效果更优秀,且流体温度及液冷功耗均低于传统直流道液冷板:当流速为0.05 m/s和0.1 m/s时,流体最高温度相较直流道液冷板分别降低33℃和28℃,功耗分别降低17%和26%。

主 题 词：锂离子电池 热失控 液冷板 拓扑优化 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0289

馆 藏 号：203113413...