广州能源所在锂电池相变材料液冷复合热管理技术研究方面取得新进展
- 2024/11/15 13:33:27 20019
- 来源：中国科学院广州能源研究所
【仪表网 研发快讯】近日，中国科学院广州能源研究所董凯军研究团队在锂电池相变材料液冷复合热管理技术研究方面取得新进展。
锂电池是推动我国能源结构转型的关键组件，被广泛应用于电动车和储能领域。锂电池发热功率与运行风险随着充放电倍率的提高而显著增加，高效可靠的电池热管理系统对锂电池安全运行至关重要。科研团队提出了一种基于嵌入式相变材料液冷复合冷板的电池热管理系统(EHCP-BTMS)，能够结合主被动冷却技术有效控制锂电池温度，并具备良好节能潜力，为高倍率下锂电池安全运行提供了高效节能的热管理解决方案。
图1 嵌入式相变材料液冷复合冷板内部结构及热管理系统布置方式
科研团队建立了考虑相变材料潜热恢复性能和流动能耗的综合评价方法，对液冷流道的流形、截面形、截面积、通道数和波动振幅进行了全面结构优化，基于优化后的复合冷板结构构建侧面冷却的紧凑式电池模组热管理系统，并提出一种基于时间的提前关断策略，利用多目标优化遗传算法(MOGA)，以电池最大温度、电芯单体最大温差和液冷系统能耗为目标参数，对涵盖液冷运行参数、相变材料性能参数和关断时间等5个关键参数进行多参数优化。
结果表明，在最优参数下，电池组3C放电过程中的最高温度为39.70 ℃，最大温差为4.90℃，泵耗相比连续液冷策略降低了80.80%。该研究成果可为高倍率下降低单体电池温差以及热管理系统节能运行提供技术支撑。
图2 (a)多目标优化前与(b)优化后电池模组温度分布对比
研究得到国家自然科学基金项目、广州开发区国际科技合作项目等资助。以上研究发现已申请发明专利，相关成果以Multi-objective optimization of battery thermal management system based on a novel embedded hybrid cooling plate considering time-based early shutdown strategy为题发表于Energy期刊(第一作者硕士生蔡云翔, 通讯作者孙钦、董凯军)。
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