Avec l'augmentation des ventes et du nombre de véhicules à énergies nouvelles, les incendies de ces véhicules surviennent de temps à autre. La conception du système de gestion thermique constitue un obstacle majeur au développement de ces véhicules. Concevoir un système de gestion thermique stable et efficace est donc essentiel pour améliorer leur sécurité.
La modélisation thermique des batteries lithium-ion est essentielle à leur gestion thermique. Parmi les aspects importants de cette modélisation, on peut citer la modélisation des caractéristiques de transfert et de génération de chaleur. Les études existantes sur la modélisation des caractéristiques de transfert thermique des batteries considèrent que les batteries lithium-ion présentent une conductivité thermique anisotrope. Par conséquent, il est crucial d'étudier l'influence de la position et de la surface d'échange thermique sur la dissipation et la conductivité thermique des batteries lithium-ion, afin de concevoir des systèmes de gestion thermique efficaces et fiables.
La cellule de batterie lithium-fer-phosphate de 50 Ah a été utilisée comme objet de recherche, et ses caractéristiques de transfert de chaleur ont été analysées en détail. Une nouvelle idée de conception pour la gestion thermique a été proposée. La forme de la cellule est illustrée à la figure 1, et ses paramètres dimensionnels spécifiques sont présentés dans le tableau 1. La structure d'une batterie Li-ion comprend généralement une électrode positive, une électrode négative, un électrolyte, un séparateur, des conducteurs d'électrode positive, des conducteurs d'électrode négative, une borne centrale, un matériau isolant, une soupape de sécurité et un coefficient de température positif (CTP).Réchauffeur de liquide de refroidissement PTC/Réchauffeur d'air PTCLa structure multicouche de la cellule est simplifiée en un matériau de cellule de même dimension, et ses paramètres thermophysiques sont traités de manière équivalente, comme illustré sur la figure 2. Ce matériau est considéré comme un parallélépipède rectangle présentant une conductivité thermique anisotrope, la conductivité thermique (λz) perpendiculaire à la direction d'empilement étant inférieure à la conductivité thermique (λx, λy) parallèle à cette direction.
(1) La capacité de dissipation de chaleur du système de gestion thermique de la batterie lithium-ion sera affectée par quatre paramètres : la conductivité thermique perpendiculaire à la surface de dissipation de chaleur, la distance de trajet entre le centre de la source de chaleur et la surface de dissipation de chaleur, la taille de la surface de dissipation de chaleur du système de gestion thermique et la différence de température entre la surface de dissipation de chaleur et l'environnement environnant.
(2) Lors de la sélection de la surface de dissipation de chaleur pour la conception de la gestion thermique des batteries lithium-ion, le schéma de transfert de chaleur latéral de l'objet de recherche sélectionné est meilleur que le schéma de transfert de chaleur de la surface inférieure, mais pour les batteries carrées de différentes tailles, il est nécessaire de calculer la capacité de dissipation de chaleur des différentes surfaces de dissipation de chaleur afin de déterminer le meilleur emplacement de refroidissement.
(3) La formule est utilisée pour calculer et évaluer la capacité de dissipation thermique, et la simulation numérique est utilisée pour vérifier que les résultats sont parfaitement cohérents, indiquant que la méthode de calcul est efficace et peut être utilisée comme référence lors de la conception de la gestion thermique des cellules carrées.BTMS)
Date de publication : 27 avril 2023
