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题名双体系混装电池组热特性研究及风冷散热结构优化
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作者
陈峥
胡竞元
赵志刚
申江卫
夏雪磊
魏福星
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机构
昆明理工大学交通工程学院
北京航天发射技术研究所
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出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第9期3463-3475,共13页
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基金
国家自然科学基金(52267022)
云南省基础研究计划(202401AS070118)。
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文摘
锂离子电池在电动汽车领域的广泛应用存在性能方面的问题,为突破单一材料体系的限制,提出了三元锂电池与磷酸铁锂电池混用的双体系电池组设计方案,并已实现实车应用。为确保双体系电池组的热安全性,本工作研究了由18650三元锂电池与磷酸铁锂电池组成的双体系电池组的热特性。首先,建立了双体系电池组的三维电化学-热耦合模型,设计了Z形、U形和T形3种风冷散热结构,通过实验分析了两种锂离子电池产热差异并验证了所建立模型的精确性。对比不同位置的电池在自然风冷和强制风冷下的散热效果,优化了电池布局。研究结果表明,优化后的双体系电池组布局能有效降低电池组的最大温差,说明了该优化布局方案能够有效改善双体系电池组温度均匀性。当进口风速为8 m/s时,U形结构相较于Z形结构在最高温度、平均温度和最大温差上分别降低7.68%、6.86%和21.2%。最后,通过正交试验研究了U形结构的组内间距对散热的影响。Kruskal-Wallis检验结果表明,在1.5~4.5 mm内,组内间距对温度的影响较小,风冷结构和进口风速对散热性能的影响更为显著。
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关键词
锂离子电池
双体系电池组
风冷热管理系统
数值模拟
结构优化
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Keywords
lithium-ion batteries
dual-system battery packs
air-cooling thermal management system
numerical simulation
structural optimization
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分类号
TM912
[电气工程—电力电子与电力传动]
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