混合动力汽车带冷却介质的锂离子电池组设计



混合动力汽车带冷却介质的锂离子电池组设计

近年来，先进的可充电电池广泛应用于混合动力/纯电动汽车上，其设计和开发受到众多研究者的重视。电池供电的混合动力/电动汽车带来很多好处，特别是考虑到大气空气质量和能源消耗。锂离子电池单元的低电压和小功率不适用于电动汽车。因此，将一定数量的电池单元串联增大电池电压，电池组并联增大电流，即可获得适用于混合动力/电动汽车可充电锂离子电池组。

提出了一种新型设计，即带冷却介质的可充电锂离子电池，其主要应用在混合动力汽车中。上述电池组满足车辆用电池组所有的热能和物理性能如工作温度范围和体积，此外还增加了电池的寿命周期以及充放电性能。该电池组的温度分布和电压分布基于样品锂离子电池特性和传热原理计算出来。基于描述电池组温度分布的带相关边界条件的偏微分方程，完成了上述电池组件的热分析。采用数值解法完成了电池组的温度分布计算。计算了每个电池单元的内部电阻，进而求出了电压分布。绘制了包括温度分布和电压分布的性能曲线图。电池组使用多个分布式细管用于冷却。超均匀的电压分布和温度分布、每个电池单元内温度的均匀分布、较小的电池组体积、自然对流、最大温度小于其它电池组和小于48℃下的高导热性能组成了带有分布式冷却介质电池组的优点。给出了仿真结果及上述冷却介质和其它相关工作参数之间的对比，验证了理论结果，并证明了所提出电池组设计的优越性。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第245卷

作者：Hassan Fathabadi

编译：张振伟