混合动力汽车和电动汽车锂离子电池热管冷却的试验研究



混合动力汽车和电动汽车锂离子电池热管冷却的试验研究

为了延长电池使用寿命，降低混合动力汽车/电动汽车电池的成本，车辆电池应该在其最佳温度范围内工作。探讨了使用热管作为特定混合动力汽车锂离子电池模块的冷却装置。热管模块中的蒸发器固定到一个作为电池的冷却壁铜板上。平板加热器粘到铜板的另一表面，吸收电池产生的热量。铜板/加热器接口处的温度对应电池模块壁温度。开发电池的AMESim模型以估计电池单元的温度。倾斜时，可以注意到在铜板/加热器接口温度会有轻微的变化，这意味着在不同等级的道路条件下，热管能有效地工作。热量的自然对流和抽吸效应不足以使电池温度均匀分布，需要将热管与密闭通风结构进行耦合，来保持电池单元内部温度在最佳范围内均匀分布。

根据试验结果得出以下结论。

（1）试验的热管模块设计成垂直方向，在不同等级道路条件下其工作稳定性好。

（2）自然对流不足以将电池保持在其工作温度范围内。为了更好地散热，热管系统冷凝器部分需要与通风系统耦合，不消耗任何功率即可进行热疏散。然而，热管的热性能不能保持电池单元的温度低于50℃，尤其是当电池运行在高负荷条件下。

（3）通过合理的通风配置，采用热管被认为是一种理想的混合动力电动汽车/电动汽车电池冷却的解决方案。实际上，只需要保持较低的通风率就能使电池单元的温度保持在最佳范围内。提高空气流速不增加热性能，但能最大限度地减少车辆的功耗和噪声级。

（4）热管系统在封闭的电池模块内仍能有效地工作，且在车辆上方便安装。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第265期

作者：Thanh-Ha Tran et al

编译：赵唤