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背景介绍
近年来，锂离子电池凭借其能量密度高、自放电率低、无记忆效应等优势，在化学储能领域得到了快速发展。锂离子电池的可用容量、循环效率、使用寿命都与其工作温度息息相关。温度分布不均匀是大型锂离子电池储能系统中普遍存在的现象，会加剧电池的不一致性，最终导致电池性能下降，给储能系统的运行带来安全隐患。有报道指出，锂离子电池的最佳工作温度范围为25~40℃，建议电池组内温差小于5℃[7]。因此，精心设计的电池热管理系统（BTMS）对于储能系统至关重要。
02
成果掠影
近日，江苏科技大学伍联营教授团队对采用热管（HP）冷却的BTMS进行了实验和数值研究，建立了用于预测BTMS电热行为的多物理场耦合模型，包括HP模型、电化学模型和计算流体力学模型，通过全面的实验验证了模型的可靠性。结果表明，当HP的冷凝器分布在电池组两侧并呈三角形排列时，可以达到最佳散热效果。随着入口冷却剂速度的增加，最高温度降低，但温度均匀性变差。随着进风温度的降低，最高温度和温度均匀性均降低；风冷HP-BTMS仅适用于低放电率，液冷HP-BTMS在3C放电时可满足最高温度和温度均匀性的控制要求；该模型对HP-BTMS的结构设计和控制策略制定具有实用价值。研究成果以“Investigation on the thermal behavior of thermal management system for battery pack with heat pipe based on multiphysics coupling model”为题发表在《Energy》期刊。
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图文导读
图1 HP-BTMS的原理图。(a)电池包层级(b)测试单元。
图2 在293.15K时，电池组的模拟电压和实验电压的比较。
图3 HP-BTMS测试装置的示意图。
图4 水的速度对3C流量结束时散热的影响。
