新型锂离子电池组热管理系统耦合的电化学热力学模拟

电池热管理对锂离子电池是非常重要的，如果电池工作于合适的温度区间内，电池的性能与寿命都有很大的提高。因此需要一个高效的电池热管理系统来控制电池在任何的工况下温度都可以保持在这个区间内。本文介绍了新型的一种应用于18650电池使用液体冷却剂的热管理系统，同时建立了对应于该电池组的三维电化学模型，其中电池单体之间通过铝金属材料制成的传导元件进行热连接，这些热传导元件围绕电池缠绕，通过热传导将热量散出，同时连接到承载冷却剂液体的通道。

在冷却液泄露的情况下，传导元件还起到冷却剂和电池之间的分离作用。建立的三维电化学模型与试验结果高度吻合，而且模型可用于评估不同条件下（如冷却剂流量与放电电流）对电池包温度的影响，结果表明接触电阻对电池包的热性能有较大的影响。在本文中还设计了一个简单又新型的程序，可以通过只测量典型单体电池的温度预测出其它部分电池单体的温度。同时进行实验研究，结果表明程序预测的结果与实验测量值一致性较高。将此方法用在电池上温度测量上可以减少应用于电动汽车的大型电池中的电池传感器数量与控制系统复杂程度。