使用镍泡沫——石蜡复合材料的大功率锂离子电池热管理系统的实验研究

在纯电动汽车（EV）与混合动力汽车（HEV）上使用的电池必须要具有高效的热管理系统，来保证大功率的锂离子电池工作在允许的温度范围内。在本研究设计了一种针对于高功率锂离子电池的高效热管理系统，该热管理系统使用镍泡沫——石蜡复合材料。本研究不仅完成了对高效热管理系统的设计，同时还对其进行了实验研究。实验的结果与两种不同的热管理系统进行了对比，一种是使用自然空气的热管理系统，另一种是使用纯相变材料的热管理系统。研究结果表明，使用自然空气的热管理系统是无法满足锂离子电池的安全要求。而使用相变材料的热管理系统可以通过相变材料相变过程吸收热量，从而大大降低电池的表面温度，并将温度控制在一个合理的范围内。使用镍泡沫——石蜡复合材料的新型热管理系统在温度控制效果上将会更好，在电池以2C的电流进行放电时，与空气冷却相比新型的热管理系统可以将电池温度下降31%，相对于使用纯相变材料的热管理系统电池表面温度降低24%。本文还研究了金属泡沫几何参数对电池表面温度的影响，结果表明，电池表面温度随着金属泡沫孔隙率及孔密度的降低而降低。另一方面放电容量随着孔隙率的增加而增加，但随着孔隙密度的增加而降低。