Con l'aumento delle vendite e della proprietà di veicoli a energia rinnovabile, si verificano periodicamente anche incidenti dovuti a incendi. La progettazione del sistema di gestione termica rappresenta un problema che limita lo sviluppo di veicoli a energia rinnovabile. Progettare un sistema di gestione termica stabile ed efficiente è di fondamentale importanza per migliorare la sicurezza dei veicoli a energia rinnovabile.
La modellazione termica delle batterie agli ioni di litio è alla base della gestione termica di queste batterie. Tra queste, la modellazione delle caratteristiche di trasferimento termico e la modellazione delle caratteristiche di generazione del calore sono due aspetti importanti della modellazione termica delle batterie agli ioni di litio. Negli studi esistenti sulla modellazione delle caratteristiche di trasferimento termico delle batterie, si ritiene che queste ultime abbiano una conduttività termica anisotropa. Pertanto, è di fondamentale importanza studiare l'influenza delle diverse posizioni e superfici di trasferimento termico sulla dissipazione del calore e sulla conduttività termica delle batterie agli ioni di litio, al fine di progettare sistemi di gestione termica efficienti e affidabili per queste batterie.
Come oggetto di ricerca è stata utilizzata una cella di batteria al litio-ferro-fosfato da 50 A·h, le cui caratteristiche di trasferimento di calore sono state analizzate in dettaglio e, infine, è stata proposta una nuova idea di progettazione per la gestione termica. La forma della cella è mostrata in Figura 1, mentre i parametri dimensionali specifici sono riportati nella Tabella 1. La struttura di una batteria agli ioni di litio comprende generalmente elettrodo positivo, elettrodo negativo, elettrolita, separatore, terminale dell'elettrodo positivo, terminale dell'elettrodo negativo, terminale centrale, materiale isolante, valvola di sicurezza, coefficiente di temperatura positivo (PTC).Riscaldatore del refrigerante PTC/Riscaldatore d'aria PTC) termistore e involucro della batteria. Un separatore è inserito tra i poli positivo e negativo e il nucleo della batteria è formato tramite avvolgimento o il gruppo di poli è formato tramite laminazione. Semplificare la struttura della cella multistrato in un materiale per celle delle stesse dimensioni ed eseguire un trattamento equivalente sui parametri termofisici della cella, come mostrato in Figura 2. Si presume che il materiale della cella della batteria sia un'unità cubica con caratteristiche di conduttività termica anisotropica e che la conduttività termica (λz) perpendicolare alla direzione di impilamento sia impostata in modo da essere inferiore alla conduttività termica (λx, λy) parallela alla direzione di impilamento.
(1) La capacità di dissipazione del calore dello schema di gestione termica della batteria agli ioni di litio sarà influenzata da quattro parametri: la conduttività termica perpendicolare alla superficie di dissipazione del calore, la distanza del percorso tra il centro della sorgente di calore e la superficie di dissipazione del calore, la dimensione della superficie di dissipazione del calore dello schema di gestione termica e la differenza di temperatura tra la superficie di dissipazione del calore e l'ambiente circostante.
(2) Quando si seleziona la superficie di dissipazione del calore per la progettazione della gestione termica delle batterie agli ioni di litio, lo schema di trasferimento del calore laterale dell'oggetto di ricerca selezionato è migliore dello schema di trasferimento del calore della superficie inferiore, ma per batterie quadrate di diverse dimensioni, è necessario calcolare la capacità di dissipazione del calore di diverse superfici di dissipazione del calore per determinare la migliore posizione di raffreddamento.
(3) La formula viene utilizzata per calcolare e valutare la capacità di dissipazione del calore e la simulazione numerica viene utilizzata per verificare che i risultati siano completamente coerenti, indicando che il metodo di calcolo è efficace e può essere utilizzato come riferimento durante la progettazione della gestione termica delle celle quadrate.BTMS)
Data di pubblicazione: 27-04-2023
