在冰冷的气候下保持2170离子电池的运行温度,采用预热和泡PCM结构

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 热力工程是热力工程中的一个.

背景情况:

• 离子电池 (LIB) 在低温下面临性能下降和安全风险.
• 有效的热管理对于在寒冷环境中可靠的电池运行至关重要.
• 现有的热管理策略经常在极端的冷启动条件下扎.

研究的目的:

• 为2170 LIBs开发和评估一个联合预热和被动冷却战略.
• 在结条件下保持电池工作温度在最佳范围内 (15-35°C).
• 在极端冷启动场景下评估系统性能,温度低至-40°C.

主要方法:

• 使用有限体积法 (FVM) 进行计算流体动力学 (CFD) 建模.
• 用Al2O3泡和六甲相变材料 (PCM) 模拟热管理结构.
• 系统层面评估预热时间,能源消耗和PCM利用率.

主要成果:

• 预热阶段成功将LIB温度提高到15°C.
• PCM-Al2O3泡矩阵在放电期间有效地保持电池温度低于35°C.
• 证明了稳定的温度均性和有效的潜热吸收.
• 较高的碳度和环境温度会增加电池的平均 (Tavg) 和最大 (Tmax) 温度.

结论:

• 联合策略确保了冷气候LIB应用的热安全性和稳定运行.
• PCM容量足以在低C率 (1-2C) 中保持最佳温度.
• 在较高的C率 (3-4C) 下,随着PCM接近完全化,电池温度会增加,这表明有局限性.