螺旋管流動(dòng)沸騰冷卻與空氣冷卻相結(jié)合的鋰離子電池?zé)峁芾?

熱管理博覽會(huì)

2023年7月17日 10:02

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來源 | Journal of Energy Storage

原文 | https://doi.org/10.1016/j.est.2023.108322

背景介紹

由于不可再生資源的限制以及對(duì)環(huán)境污染和化石燃料減少的擔(dān)憂，近年來開發(fā)替代能源的努力不斷加強(qiáng)。同時(shí)，鋰電池由于其諸多優(yōu)點(diǎn)和較高的生產(chǎn)率而備受關(guān)注。鋰電池的主要用途包括電子工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、航空航天和電動(dòng)汽車等。近十年來，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車快速發(fā)展，鋰電池在這些系統(tǒng)中的使用為汽車行業(yè)增添了突出的特點(diǎn)，提供合適的條件溫度對(duì)鋰電池的性能和壽命起著十分重要作用，25°C到40°C是電池的最佳范圍，低于或高于此溫度范圍的工作溫度會(huì)導(dǎo)致其性能中斷并縮短其使用壽命。

成果掠影

螺旋管流動(dòng)沸騰冷卻與空氣冷卻相結(jié)合的鋰離子電池?zé)峁芾淼膱D2

近期，伊拉姆大學(xué)機(jī)械工程系 Sajjad Ahangar Zonouzi老師團(tuán)隊(duì)采用組合冷卻方法進(jìn)行鋰離子電池的熱管理。這種冷卻方法是通過纏繞在電池上的半螺旋管進(jìn)行流動(dòng)沸騰冷卻和通過電池中的氣流進(jìn)行空氣冷卻的冷卻方法相結(jié)合的。使用控制體積技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，用于模擬流動(dòng)沸騰區(qū)域的模型是歐拉-歐拉多相模型。研究結(jié)果表明，所提出的組合冷卻方法有助于更好的電池組熱管理。由于恒定溫度下的汽化潛熱，螺旋管內(nèi)發(fā)生流動(dòng)沸騰有助于去除大量熱量，并且電池與沸騰流體接觸的部分的電池溫度幾乎保持恒定。沸騰流體質(zhì)量通量的增加和入口空氣速度降低了電池組內(nèi)電池的最高溫度。此外，通過減小沸騰流體的入口過冷度，降低了電池的溫度，并且電池組中不同排的電池之間的溫差受空氣入口速度的影響較小。研究成果以“Combination of flow boiling cooling by taking advantage of helical pipes and air cooling for thermal management of lithium-ion batteries”為題發(fā)表于《Journal of Energy Storage》。

圖文導(dǎo)讀

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