Yeni enerji araçlarının satış ve sahipliğindeki artışla birlikte, yeni enerji araçlarıyla ilgili yangın kazaları da zaman zaman meydana gelmektedir. Isı yönetim sisteminin tasarımı, yeni enerji araçlarının gelişimini kısıtlayan bir darboğaz problemidir. İstikrarlı ve verimli bir ısı yönetim sistemi tasarlamak, yeni enerji araçlarının güvenliğini artırmak için büyük önem taşımaktadır.
Lityum iyon pillerin termal modellemesi, lityum iyon pil termal yönetiminin temelini oluşturur. Bunlar arasında, ısı transfer karakteristik modellemesi ve ısı üretim karakteristik modellemesi, lityum iyon pil termal modellemesinin iki önemli yönüdür. Pillerin ısı transfer karakteristiklerinin modellenmesi üzerine yapılan mevcut çalışmalarda, lityum iyon pillerin anizotropik termal iletkenliğe sahip olduğu kabul edilmektedir. Bu nedenle, lityum iyon piller için verimli ve güvenilir termal yönetim sistemlerinin tasarımı için, farklı ısı transfer pozisyonlarının ve ısı transfer yüzeylerinin lityum iyon pillerin ısı dağılımı ve termal iletkenliği üzerindeki etkisinin incelenmesi büyük önem taşımaktadır.
Araştırma nesnesi olarak 50 A·h lityum demir fosfat pil hücresi kullanıldı ve ısı transfer davranışı özellikleri detaylı olarak analiz edildi ve yeni bir termal yönetim tasarım fikri önerildi. Hücrenin şekli Şekil 1'de, spesifik boyut parametreleri ise Tablo 1'de gösterilmiştir. Li-iyon pil yapısı genel olarak pozitif elektrot, negatif elektrot, elektrolit, ayırıcı, pozitif elektrot ucu, negatif elektrot ucu, merkez terminal, yalıtım malzemesi, emniyet valfi, pozitif sıcaklık katsayısı (PTC) içerir.PTC Soğutma Suyu Isıtıcısı/PTC Hava IsıtıcısıTermistör ve pil gövdesi. Pozitif ve negatif kutup parçaları arasına bir ayırıcı yerleştirilir ve pil çekirdeği sarım yoluyla veya kutup grubu laminasyon yoluyla oluşturulur. Çok katmanlı hücre yapısını aynı boyutta bir hücre malzemesine basitleştirin ve Şekil 2'de gösterildiği gibi hücrenin termofiziksel parametrelerine eşdeğer işlem uygulayın. Pil hücresi malzemesinin anizotropik termal iletkenlik özelliklerine sahip bir kübik birim olduğu varsayılır ve istifleme yönüne dik termal iletkenlik (λz), istifleme yönüne paralel termal iletkenlikten (λx, λy) daha küçük olarak ayarlanır.
(1) Lityum iyon pil termal yönetim şemasının ısı dağıtım kapasitesi dört parametreden etkilenecektir: ısı dağıtım yüzeyine dik termal iletkenlik, ısı kaynağının merkezi ile ısı dağıtım yüzeyi arasındaki yol mesafesi, termal yönetim şemasının ısı dağıtım yüzeyinin boyutu ve ısı dağıtım yüzeyi ile çevredeki ortam arasındaki sıcaklık farkı.
(2) Lityum iyon pillerin termal yönetim tasarımı için ısı dağıtım yüzeyini seçerken, seçilen araştırma nesnesinin yan ısı transfer şeması, alt yüzey ısı transfer şemasından daha iyidir; ancak farklı boyutlardaki kare piller için, en iyi soğutma konumunu belirlemek amacıyla farklı ısı dağıtım yüzeylerinin ısı dağıtım kapasitesinin hesaplanması gereklidir.
(3) Formül, ısı dağıtım kapasitesini hesaplamak ve değerlendirmek için kullanılır ve sayısal simülasyon, sonuçların tamamen tutarlı olduğunu doğrulamak için kullanılır; bu da hesaplama yönteminin etkili olduğunu ve kare hücrelerin termal yönetiminin tasarımında referans olarak kullanılabileceğini gösterir.BTMS)
Yayın tarihi: 27 Nisan 2023
