通過汽車電池中的操作部件來控制散熱需要一個(gè)至關(guān)重要的熱管理設(shè)計(jì)。作為一種主動(dòng)冷卻方法，建議使用相變材料(PCM)來調(diào)節(jié)電池模塊溫度。即使在較低的流量下，液冷的傳熱系數(shù)也要高出1.5-3倍。如今，全球電池的生產(chǎn)速度已經(jīng)從每天4000個(gè)提高到10萬個(gè)。面向未來的鋰(金屬)電池化學(xué)，能量密度提高3倍。電池?zé)峁芾聿涣κ菃栴}的根源。為了優(yōu)化電池模塊，識(shí)別可能的故障模式和原因非常重要。在不同的工作溫度下，用于在電池的通過持續(xù)時(shí)間內(nèi)攜帶熱量的介質(zhì)是各種相變材料。潛熱是顯著的，許多由脂肪酸衍生的植物脂肪比鹽水合物和石蠟更有效。融化溫度在-30到150攝氏度之間。優(yōu)化的結(jié)果是，與主電池溫度控制系統(tǒng)相比，電池之間的均方根溫度降低了13.3%。在我們的工作中，我們描述了在簡(jiǎn)單的電池組電池中增強(qiáng)溫度均勻性和冷卻的技術(shù)。目前正在研究四種不同的電池組組合。在第一個(gè)概念中，在標(biāo)準(zhǔn)電池組中增加了一個(gè)進(jìn)氣充氣箱。在第二種設(shè)計(jì)中，將噴氣進(jìn)氣道與進(jìn)氣靜壓室集成在一起，在第三種配置中，將多個(gè)渦發(fā)生器包含在進(jìn)氣靜壓室中。最后，第四次迭代的電池組包含一個(gè)進(jìn)氣靜壓室、噴氣進(jìn)氣道和多個(gè)渦發(fā)生器。結(jié)果表明，在同一設(shè)計(jì)中集成一個(gè)進(jìn)氣靜壓室、幾個(gè)渦發(fā)生器和噴氣進(jìn)氣道產(chǎn)生了顯著的改進(jìn)。根據(jù)研究結(jié)果，電池組的最高溫度降低了5%，電池組記錄的最高溫度和最低溫度之間的溫差降低了21.5%。

01  介    紹 

       隨著世界空氣污染和燃料資源的枯竭，我們向汽車替代燃料過渡是至關(guān)重要的。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，為我們的汽車增加和開發(fā)一種有效的環(huán)保能源是至關(guān)重要的。如今，為了減少空氣污染和滿足我們的燃料需求，人們非常重視電動(dòng)汽車和電動(dòng)混合動(dòng)力汽車。石油價(jià)格每天都在持續(xù)上漲，因此我們希望更多地關(guān)注使用電能作為我們汽車的燃料。然而，在電動(dòng)汽車中大規(guī)模使用能源存在許多問題。電動(dòng)汽車的充電時(shí)間為1小時(shí)。       充電周期極長(zhǎng)：為解決這一問題，實(shí)施了快速充電方式。在快速充電方法中，使用了大功率電池。因?yàn)檫@種方式的充電速率高，產(chǎn)生的熱量也更多。充電和放電過程中產(chǎn)生的熱量應(yīng)該從我們的電池中去除。當(dāng)熱量沒有散發(fā)出去時(shí)，就會(huì)限制流向電機(jī)的電荷，導(dǎo)致電池的功率效率下降。因此，在保持電池工作溫度的同時(shí)排出熱量至關(guān)重要。未來，電力將主宰我們的世界。因此，電力儲(chǔ)存至關(guān)重要。電子流的直接存儲(chǔ)是不可能的。結(jié)果，電力以化學(xué)反應(yīng)的形式儲(chǔ)存。我們可以在電池的幫助下實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。

02  熱管理

       其他可充電電池類別，如鉛酸電池等，在汽車領(lǐng)域的效果不如鋰離子電池。由于鋰離子電池具有高比容量和長(zhǎng)壽命周期的特點(diǎn)，因此大多數(shù)電動(dòng)汽車都使用鋰離子電池。另一方面，工作溫度對(duì)鋰離子電池的理化參數(shù)，如額定值和循環(huán)性能都有影響。電池的性能會(huì)隨著溫度的升高而下降。充電流量和環(huán)境溫度都會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生影響。有幾種方法可以減少電池產(chǎn)生的熱量。       以前，內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)是由空氣來完成的?？諝饫鋮s系統(tǒng)對(duì)于CC較低的發(fā)動(dòng)機(jī)是足夠的，因?yàn)榈凸β拾l(fā)動(dòng)機(jī)的傳熱率相當(dāng)?shù)?，而大CC發(fā)動(dòng)機(jī)的傳熱率相當(dāng)高，所以采用液體系統(tǒng)將熱量降到最低。同樣，低功率電池需要使用空氣冷卻系統(tǒng)，而高功率電池則需要使用液體冷卻系統(tǒng)。有多種散熱方法，可以將其分類為空氣、液體或相變物質(zhì)與各種冷卻系統(tǒng)相結(jié)合。夏季的環(huán)境溫度非常高，可能比電池的工作溫度還要高。因此，電池在沒有接受任何充電的情況下就會(huì)升溫，這可能會(huì)減少電池的循環(huán)時(shí)間。車輛的熱管理系統(tǒng)應(yīng)該一直處于運(yùn)行狀態(tài)，以防止此類問題的發(fā)生。

電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的電池組系統(tǒng)

       電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿υ词请娀瘜W(xué)電池和燃料電池。然而，由于與儲(chǔ)存和輸送氫氣相關(guān)的挑戰(zhàn)，燃料電池不太受歡迎。與電池相比，燃料電池也更昂貴。推動(dòng)燃料電池價(jià)格上漲的主要因素是其中鉑的使用。自20世紀(jì)80年代以來，電池技術(shù)不斷發(fā)展。2006年的電池價(jià)格為每千瓦時(shí)1200美元。制造速度的降低是造成這一現(xiàn)象的原因。最初，沒有合適的制造電池的機(jī)器。因此，制造和銷售電池的成本增加了。不過，由于新技術(shù)的發(fā)展，制造和銷售電池的價(jià)格已經(jīng)下降。電池組中的電池正在構(gòu)建成模塊化結(jié)構(gòu)。鋰離子電池會(huì)受到過度充電和充電不足的嚴(yán)重?fù)p害。因此，控制和安全應(yīng)該存在于每個(gè)模塊中。一行或一列放置八個(gè)單元格是常見的模塊設(shè)計(jì)。世界上第一輛使用鋰離子電池的電動(dòng)汽車是日產(chǎn)公司的Altra。8個(gè)電池模塊中的12個(gè)組成了該車的電池組。使用了一個(gè)364.55千克的電池組。電池組的外殼總重量為48公斤，而電路、模塊封裝和電池本身的重量為3176公斤。尺寸大致為40英寸x80英寸x7英寸(100厘米x200厘米x18厘米)。此外，這個(gè)包可以放在汽車的乘客區(qū)下面。

       另一種不同的電動(dòng)汽車電池設(shè)計(jì)概念是將6個(gè)44-Ah的SAFT電池組裝成模塊，每個(gè)模塊重7.35千克(16磅)。該設(shè)計(jì)的控制電路和模塊封裝重量為0.93kg。電池內(nèi)部的電芯連接方式會(huì)影響電池的電壓和容量。容量和電壓對(duì)(44Ah,21V)，(88Ah,10.5V)和(132Ah,7V)都在文獻(xiàn)中被引用過。這些模塊如何捆綁將留給汽車制造商。       另一種選擇是由100個(gè)串聯(lián)的10-Ah電池組成的大功率電池組。SAFT展示了兩個(gè)大功率風(fēng)冷模塊原型。電池容量為6Ah或12Ah。為了滿足PNGV(新一代汽車合作伙伴關(guān)系)的質(zhì)量和體積目標(biāo)，最多可以將六個(gè)6-Ah模塊或四個(gè)12-Ah模塊合并到電池組中。這個(gè)電池組是風(fēng)冷的，在長(zhǎng)邊的中間可以看到冷卻風(fēng)扇。這款電池組重32公斤，尺寸分別為71厘米、30厘米和15厘米(28英寸、12英寸和6英寸)?；旌蟿?dòng)力汽車的電池組比電動(dòng)汽車小得多。例如，日產(chǎn)Tino混合動(dòng)力車由兩個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊有48個(gè)3.6ah電池。電池組總重量為40公斤。因此，為了讓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生同樣的加速度，每個(gè)電池必須更快地放電。在充電過程中，同樣的事情也會(huì)發(fā)生。因此，相比于混合動(dòng)力汽車，電動(dòng)汽車可以從再生制動(dòng)中吸收更多的能量。

相變材料

      相變材料(PCM)是由于加熱或冷卻而發(fā)生相變的物質(zhì)。這些物質(zhì)被用來吸收、儲(chǔ)存和釋放熱能，因?yàn)樗鼈兛梢詮墓腆w變?yōu)橐后w，再變?yōu)橐后w。pcm可以用來儲(chǔ)存能量以備后用。PCM以下列方式被描述為蓄熱材料。

?由于吸熱使物質(zhì)熔化(在特定溫度下)

?物質(zhì)在熔化時(shí)從大氣中吸收大量熱能(周圍變冷)

?該物質(zhì)凝固，然后在溫度下降時(shí)釋放熱量(周圍成為加熱器;良好的通風(fēng)控制可能導(dǎo)致熱量過多散失)

?通過將PCM放置在絕緣緩沖液中，“冷或潛熱”可以在之后使用。

當(dāng)冰融化并引入熱量時(shí)，只要冰不融化，溫度就不會(huì)上升。在凍結(jié)過程中，熱量被“儲(chǔ)存”起來，之后可以釋放出來(凝固)。在技術(shù)術(shù)語中，這被稱為“潛熱”或焓。

一般來說，有許多不同種類的相變材料可供選擇。石蠟、鹽水合物和脂肪酸是被稱為“相變材料”的材料的例子。我們可以根據(jù)PCM的種類來使用PCM，每種PCM材料都有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，深度冷凍應(yīng)用使用所謂穩(wěn)定安全的液體進(jìn)行冷卻。共晶點(diǎn)是凝固點(diǎn)低于0℃的兩種物質(zhì)的組合。

水基

這些PCMs主要由水組成，水在PCMs中起著重要的作用。冷庫系統(tǒng)，又稱冰庫系統(tǒng)，主要應(yīng)用于空調(diào)和加工工業(yè)?？紤]標(biāo)準(zhǔn)的建筑冷卻或啤酒廠操作。添加乙二醇或乙醇可以降低冰點(diǎn)，使冷凍溫度低至-30°C。大家都知道，冷藏箱里含有所謂的冷凍成分。

鹽的水合物

       鹽水合物是由無機(jī)鹽和水組成的。熔點(diǎn)在8.5到90攝氏度之間變化。鹽水合物生產(chǎn)成本低，潛在熔融溫度高，導(dǎo)熱性好，不可燃。一個(gè)缺點(diǎn)可能是，由于結(jié)晶性差，鹽水合物更容易發(fā)生過冷。也就是說，材料的凝固點(diǎn)比實(shí)際凝固點(diǎn)l要高。然而，對(duì)于某些應(yīng)用來說，這可能是有利的。另外，普通的水也會(huì)受到超冷作用的影響。在大多數(shù)情況下，這是通過在物質(zhì)中添加添加劑來解決的。

石蠟(Wax)

       石蠟(無色)，有時(shí)被稱為蠟，是石油產(chǎn)品之一。比較鹽水合物的熔點(diǎn)溫度范圍。它們可以忍受潛在的融化熱，并且沒有超級(jí)冷卻的問題。缺點(diǎn)是價(jià)格波動(dòng)較大，因?yàn)樗鼈兣c油價(jià)有關(guān)。更不用說，像所有類型的化石燃料一樣，化石燃料的開采對(duì)環(huán)境的影響也很大。馬特里亞爾的可燃性是一個(gè)主要的缺點(diǎn)，如果沒有額外的預(yù)防措施，就不可能在建筑環(huán)境中使用。

添加添加劑來解決的。

植物基材料

       所提到的PCMs是唯一有機(jī)的，原因是它們是從植物和動(dòng)物脂肪中提取的。它是可再生資源的一個(gè)例子。熔點(diǎn)范圍從-30攝氏度到150攝氏度。蔬菜中脂肪含量最高的脂肪酸衍生脂肪比鹽和石蠟(蠟)的水合物更有效。然而，一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是每公斤價(jià)格高，這使得在可預(yù)見的未來幾年內(nèi)，建筑環(huán)境中的大規(guī)模應(yīng)用成本高昂。

03  材料細(xì)節(jié)

為了應(yīng)對(duì)氣候變化，提高能源效率、可再生能源組合和能源管理都是必要的。熱能收集是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的一個(gè)很好的選擇和手段，相變材料是最好的選擇之一(pcm)。與顯熱或冷庫相比，相變材料具有更大的優(yōu)勢(shì)和更密集的蓄熱能力。通過將相變材料應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、自然冷卻和吸收式/吸附式冷卻器，可以實(shí)現(xiàn)功率和負(fù)荷利用率最小化、可再生能源的集成、電池性能和效率的提高以及成本的降低。冷庫和運(yùn)輸對(duì)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)很大，通過使用基于pcm的存儲(chǔ)解決方案可以大幅減少溫室氣體排放。

烷烴，也稱為石蠟，是一種已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化并進(jìn)入市場(chǎng)的PCM。烷烴的變相焓好，相變穩(wěn)定，過冷性低。烷烴也可以與金屬一起使用，這使得它們作為pcm具有吸引力和卓越性。它們的缺點(diǎn)包括來源不可再生、導(dǎo)熱性差、與塑料等材料不相容。烷烴在相變化材料中作為純組分和共混物進(jìn)行了深入的研究，因?yàn)樗鼈兙哂形?span>pcm的性質(zhì)。共晶和同熔固溶體是提出的幾種最佳共混組合物之一。然而，對(duì)該共混物的一些評(píng)價(jià)顯示了同一體系的不同相圖。該體系潷析了十六烷(C12H26-C13H28)，在制冷應(yīng)用中，存在很大的凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)。并且是具有重大差異的相圖的一個(gè)例子。這個(gè)系統(tǒng)被開發(fā)為一個(gè)純粹基于液相線的溫度升高系統(tǒng)。另一項(xiàng)研究的詳細(xì)相圖表明，它是一個(gè)部分共晶和共晶的同構(gòu)體系。

該表列出了文獻(xiàn)中記錄的高純度十二烷(C12H26,Carbon12)和十三烷(C13H28,Carbon13)的晶體學(xué)和熱性能。即使是烷烴也有有序的三斜熔融相，C12也是如此。這個(gè)相用字母TP表示。旋轉(zhuǎn)無序的正構(gòu)相，也在C13中發(fā)現(xiàn)，用字母RI識(shí)別，是奇數(shù)烷烴熔化的地方。純C13在較低溫度下也表現(xiàn)出正交菱形多晶相。這種純組分性質(zhì)在檢查共混物時(shí)至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響相圖。Yilmaz等人(2009)利用差示掃描量熱法產(chǎn)生的冷卻曲線研究了C12-C13系統(tǒng)，恒溫浴(DSC濃度，然后急劇下降，用于計(jì)算系統(tǒng)的開始(開始)凍結(jié))。12-C13相圖的最高溫度出現(xiàn)在-3.0~-5.0℃，焓為126kJkg-1,C13的組成為80.6%w/w(78.70mol%C13)。通過DSC發(fā)現(xiàn)，相似的體系是相對(duì)同構(gòu)的，在大約17mol%C13和-17.0°C時(shí)為共晶，在大約相同的溫度下為共析。他們沒有透露他們的相圖計(jì)算過程。純組分和兩種共混物(30%和50%mol%C13)以及熱特性和晶體學(xué)都涉及到。純碳13與30%和50%摩爾%的碳13在相同的溫度下熔化。相變峰的起始/偏移量的可用相邊界選項(xiàng)沒有指定。相圖具有不連續(xù)的相邊界，這就是為什么在那里顯示共晶等溫線和求解曲線的原因。

       該評(píng)估的詳細(xì)方法已在其他地方說明，但在公開文獻(xiàn)中無法獲得。此外，發(fā)表的不是共晶焓，而是包含50%和30%摩爾C13的組合物的熔化焓，預(yù)測(cè)每個(gè)組合物的熔化焓為146kJkg-1。為了研究適合冷凍目的的相變材料組成，需要對(duì)C12H26-C13H28體系的平衡相進(jìn)行徹底的分析。本研究的目標(biāo)是通過使用溫度歷史方法評(píng)估所有熱性能來全面建立其相平衡。只有在全面識(shí)別C12-C13相圖像后，才能解釋系統(tǒng)在提供適合PCMs的組合物方面的潛力。多晶相變化的優(yōu)先級(jí)較低，因?yàn)檠芯康闹饕攸c(diǎn)是系統(tǒng)的固液相移，這是PCMs的定義。

辛酸

     在本研究中，辛酸被推薦和首選用于儲(chǔ)存熱能，因此有必要在冷凍或熔化時(shí)測(cè)試LTES系統(tǒng)的操作性能。PCMs加熱和冷卻過程的溫度曲線如下所示。在5°C左右，辛酸和復(fù)合PCMs開始熔化。辛酸和復(fù)合PCMs的溫度隨著過程的進(jìn)行而升高，這種模式一直持續(xù)到PCMs融化。辛酸和0.5wt%CuO、ZnO、Ag和GO復(fù)合PCMs分別需要7370、6990、6380、5810和5520秒才能完全熔化。與辛酸相比，使用0.5%CuO

、ZnO、Ag和GO復(fù)合PCMs的完全熔化時(shí)間分別減少了5.43%、15.51%、26.85%和33.51%。

 在辛酸中加入納米材料可誘導(dǎo)復(fù)合PCM在熔融過程中導(dǎo)電，從而改善對(duì)流換熱。如圖所示，復(fù)合PCMs和辛酸都在23°C冷凍。隨著過程的進(jìn)行，PCM的溫度下降，這種模式一直持續(xù)到它們達(dá)到最低冰點(diǎn)。與辛酸PCM相比，由CuO、ZnO、Ag和GO組成的0.5wt%復(fù)合PCM的完全冷凍時(shí)間分別為7840s、7420s、6940s、6510s和5830s。與0.5wt%CuO、ZnO、Ag和GO的復(fù)合PCMs相比，完全凍結(jié)的時(shí)間分別縮短了5.66%、12.96%、20.43%和34.47%。辛酸納米顆粒通過增強(qiáng)傳導(dǎo)，加速了冷凍過程。更好的導(dǎo)熱性也是復(fù)合PCM增強(qiáng)傳熱率的結(jié)果。在制造過程中，重量為0.5%的GO復(fù)合PCM比其他復(fù)合PCM更快地儲(chǔ)存和釋放能量。因此，它可能是儲(chǔ)存低溫?zé)崮艿囊粋€(gè)很好的選擇。

辛酸結(jié)果

在30°c下

圖5  溫度分布

圖6  總熱通量在40°c下

圖7  溫度分布

圖8  總熱通量在50°c下

圖9  溫度分布

圖10   總熱通量

在60°c

圖11  溫度分布

圖12   總熱通量

采用T-History方法研究了正十二烷(CH3(CH2)16CH3)和正十三烷(CH3(CH2)11CH3)的純度，以及5、10、11、15、17、7、20、25、30、40、50、60、70、81的Carbon12-Carbon13共混物的純度。和90mol%Carbon13(1.30mol%)膨脹，通過大力搖動(dòng)相應(yīng)重量的混合混合物產(chǎn)生不確定度，這些以與參考相同的比例添加到T-HistorySS試管中。它們的重量為7.10至7.73克(0.040g增加了不確定度，置信度為0.950)。參考材料由堅(jiān)固的不銹鋼(SS)制成，重144.810.040克，與樣品測(cè)試管具有完全相同的幾何形狀。生成的Carbon12-Carbon13混合物和純成分試管，連同參考，在連接熱電偶和HT-Armaflex絕緣后，存儲(chǔ)在SS容器中。然后在溫度可編程的氣候室中進(jìn)行五次熱循環(huán)。在-28.55°C和+10.3°C之間，該加熱或冷卻循環(huán)以0.2°Cmin-1的速率進(jìn)行，同時(shí)在每個(gè)端點(diǎn)溫度下保持等溫5.5小時(shí)。使用具有相同和相關(guān)幾何形狀的樣品碗中的熱值參考，T-history方法將材料的未知熱學(xué)和其他特性與參考材料進(jìn)行比較?？傠娙菀蟊仨毻ㄟ^保持Bio值低于0.10來滿足，T-history評(píng)估才是合法的。

 在多元醇測(cè)量之前，使用蒸餾水的基準(zhǔn)研究來驗(yàn)證T-history設(shè)置。使用的烷烴是十八烷、十二烷和十三烷。蒸餾水測(cè)試的溫度曲線是相等的，相似的，證明了隔熱層是相同的。另一方面，烷烴測(cè)試支持焓推導(dǎo)，并表明測(cè)量的聚變焓(不確定度提高到10%，置信度為0.95)與已發(fā)表的數(shù)據(jù)一致。參考試管和不銹鋼試管均采用不銹鋼SS316，其比熱為0.50kJkg-1K-1，導(dǎo)熱系數(shù)為16.20Wm-1K-1。使用經(jīng)過校準(zhǔn)的t型熱電偶，其擴(kuò)展溫度范圍為0.40°C，置信度為0.950，用于記錄溫度讀數(shù)。用純水和十八烷的基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了T-history構(gòu)型。蒸餾水實(shí)驗(yàn)的溫度曲線證明了隔熱層是相同的。測(cè)定的十八烷焓與文獻(xiàn)報(bào)道的值相似，支持T-History驗(yàn)證的評(píng)估(擴(kuò)大不確定度約為10%，置信水平為0.956)。

正十二烷的結(jié)果

在30°c下

圖13  溫度分布

圖14  總熱通量

在40°c下

圖15  溫度分布

圖16  總熱通量

在50°c下

圖17  溫度分布

圖18  總熱通量

在60°c下

圖19  溫度分布

圖20  總熱通量

       棕櫚酸十六烯酸，通常被稱為棕櫚酸，棕櫚酸是最著名的飽和脂肪酸之一，存在于動(dòng)物和其他生物中。棕櫚酸的化學(xué)式為CH3(CH2)14COOH，是一種白色固體，在63.6℃時(shí)熔化。它可以在棕櫚油中找到，但它也可以在牛奶黃油、奶酪、牛奶和肉類等產(chǎn)品中找到。       棕櫚酸的鹽類稱為棕櫚酸酯。在生理pH值下，陰離子是這種酸的主要形式。棕櫚酸是脂肪生成過程中合成的第一種也是最重要的脂肪酸，它可以生成更長(zhǎng)的脂肪酸。棕櫚酸酯與乙酰輔酶a羧化酶(ACC)形成負(fù)反饋回路，在上升的?；溕蠈⒁阴?span>acp轉(zhuǎn)化為丙二酰acp，抑制棕櫚酸酯的形成。棕櫚酸酯是一種抗氧化劑和維生素A成分，被添加到低脂牛奶中，以替代乳脂去除后失去的維生素A含量。為了在牛奶中制備穩(wěn)定的維生素A，棕櫚酸酯與維生素A的酒精形式視黃醇有關(guān)。第二次世界大戰(zhàn)期間，棕櫚酸衍生物被用來制造凝固汽油彈。十六烷基醇是通過還原棕櫚酸生產(chǎn)的。

      棕櫚酸可以生成更長(zhǎng)的脂肪酸，棕櫚酸是脂肪生成時(shí)代最早合成的脂肪酸之一。

棕櫚酸測(cè)定結(jié)果

在30°c下

圖21  溫度分布

圖22  總熱通量

在40°c下

圖23  溫度分布

圖24  總熱通量

在50°c下

圖25  溫度分布

圖26  總熱通量

在60°c下

圖27  溫度分布

圖28  總熱通量

表列結(jié)果

表1   30°C處理結(jié)果

表2   40°C的結(jié)果

表3   50°C的結(jié)果

表4   60°C的結(jié)果

04  圖結(jié)果

圖29  溫度分布和熱通量 PCM在300下的比較

圖30   50℃時(shí)PCM溫度分布和熱流密度對(duì)比

圖31   60℃時(shí)PCM溫度分布和熱流密度對(duì)比

05  結(jié)論 

我們從項(xiàng)目一開始就比較了三種相變材料。我們可以通過柱狀圖得出結(jié)論，辛酸比其他材料效率更高。主動(dòng)冷卻是一種有效且高效的方法，可以將熱量保持在電池中。辛酸，n-十二烷和棕櫚酸被選為熱管理的三種PCM。利用ANSYS穩(wěn)態(tài)熱分析對(duì)不同材料在不同溫度下的熱系統(tǒng)進(jìn)行研究。對(duì)結(jié)果得到的溫度進(jìn)行了比較和確認(rèn)。隨著儲(chǔ)液面積的增大，冷卻性能不斷提高。邊界距離對(duì)冷卻性能的影響較大。與其他材料相比，辛酸具有很強(qiáng)的冷卻能力，其傳熱速率同樣在可接受的范圍內(nèi)。最后，為了消除電池的熱量，我們必須開發(fā)更多。因?yàn)殡姵氐墓β拭芏让刻於荚谠黾?，換熱率也在增加。我們需要更多的方法和思路來解決這些挑戰(zhàn)。

  

END

本期編輯|甘昊文

                審      核|何藤升、王藝霖    

文獻(xiàn)來源:

Deepan Kumar, S., Vishnu Ramesh Kumar, R., Dinesh Kumar, D., Manojkumar, R. et al., “Design and Thermal Analysis of Battery Thermal Management System for EV,” SAE Int. J. Advances & Curr. Prac. in Mobility 6(4):2185-2194, 2024, doi:10.4271/2023-28-0087.