曾健，陸龍生，陳維，何浩

（華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，廣東 廣州 510630）

鋰離子動(dòng)力電池由于其工作電壓高、功率密度和能量密度大、無(wú)記憶效應(yīng)、充放電壽命長(zhǎng)和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注，其在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用具有巨大的前景。然而在使用過(guò)程中鋰離子動(dòng)力電池有很大的溫升，且溫度變化劇烈，電池單體各部分也有很大的溫度梯度[1]，這將使電池快速衰減，導(dǎo)致各電池的不一致，并影響其使用安全性。因此，能否對(duì)鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行高效的熱管理是其能否大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。熱管是一種高效的相變傳熱元件，其熱阻低至10-3℃/kW，傳熱量可以超過(guò)50kW，因此是一種理想的用于鋰離子動(dòng)力電池?zé)峁芾淼纳嵩?。文獻(xiàn)[2]對(duì)熱管應(yīng)用于鋰離子電池散熱的可行性進(jìn)行了研究，分析對(duì)比不同熱管傾角和翅片冷卻情況下熱管的散熱性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鋰離子電池壁面溫度能夠被限制在50℃以下。文獻(xiàn)[3]對(duì)不同風(fēng)冷情況下熱管散熱性能進(jìn)行研究，表明熱管能夠有效限制電池壁面溫度在43℃以下。文獻(xiàn)[4]對(duì)無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管散熱模塊進(jìn)行模擬仿真，表明應(yīng)用無(wú)機(jī)超導(dǎo)熱管后電池壁面溫度維持在20～50℃，能夠滿(mǎn)足鋰離子電池的使用要求。多位學(xué)者的研究證實(shí)了熱管促進(jìn)了鋰離子電池的整體散熱性能，但是針對(duì)熱管展平鋰離子電池溫度場(chǎng)的性能以及熱管幾何尺寸對(duì)散熱模塊散熱性能影響的研究仍然較少。因此，作者擬針對(duì)鋰離子電池溫升和溫度場(chǎng)分布特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于熱管的散熱模塊，研究熱管散熱模塊對(duì)鋰離子電池的散熱和均溫性能，并探討復(fù)合風(fēng)冷翅片及散熱模塊中熱管幾何尺寸對(duì)模塊散熱性能的影響。

1 鋰離子電池溫度場(chǎng)分布

鋰離子電池在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)伴隨有較大功率消耗。消耗的功率大部分供給外部負(fù)載，而其余的將會(huì)轉(zhuǎn)換成焦耳熱、反應(yīng)熱、極化熱和副反應(yīng)熱 等[5]，最終轉(zhuǎn)化成電池體本身的溫升。由于鋰離子電池自身的內(nèi)阻特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各向異性，其溫升情況和溫度場(chǎng)分布與其他蓄電池有所區(qū)別，因此有必要先對(duì)鋰離子電池溫度場(chǎng)進(jìn)行研究。

1.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括由深圳索福睿公司生產(chǎn)的鋰離子動(dòng)力電池單體Sffree-75140165M，容量10Ah；南京美爾諾公司生產(chǎn)的可編程電子負(fù)載，可以實(shí)現(xiàn)恒流、恒壓、恒阻以及恒功率等放電模式，并對(duì)各電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；美國(guó)Agilent 4970A 數(shù)據(jù)采集卡，采用5根K型熱電偶采集鋰離子電池壁面5點(diǎn)溫度，5 個(gè)測(cè)量點(diǎn)均勻分布在電池中心和4 邊的中點(diǎn)；計(jì)算機(jī)；隔熱箱。實(shí)驗(yàn)放電倍率為1.0C（10A）、1.5C（15A）、2.0C（20A）、2.5C（25A）、3.0C（30A），環(huán)境溫度為18℃，電池的放電截止電壓為2.10V。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖1 電池壁面溫度與放電倍率的關(guān)系

圖1 是不同放電倍率下鋰離子電池放電達(dá)到截止電壓時(shí)的壁面溫度。如圖1 所示，隨著放電倍率 的增大，電池壁面溫度接近呈線(xiàn)性升高。在放電倍率大于（含）1.5C 時(shí)，放電截止后電池壁面最高溫度和壁面平均溫度均已超過(guò)了40℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鋰離子電池最佳工作溫度范圍。當(dāng)放電倍率為3C 時(shí)，電池壁面最高溫度超過(guò)55℃，平均溫度超過(guò)53℃。而且，在實(shí)際應(yīng)用中，鋰離子電池常以密排的電池組形式安裝，產(chǎn)生的熱量將會(huì)積累，并在各電池單體之間傳遞，因此各電池的壁面溫度將會(huì)比單一電池放電時(shí)要高。因此，當(dāng)以高放電倍率對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，有效的熱管理是非常必要的。

如圖2 所示是以1.0C 進(jìn)行放電時(shí)，電池溫升特性曲線(xiàn)。A～E 測(cè)溫點(diǎn)分布如圖3 所示。A～E 點(diǎn)溫度值相對(duì)大小如圖2 中局部放大圖所示，A～E 點(diǎn)溫度值依次降低。鋰離子電池在不同放電階段溫升曲線(xiàn)有明顯的差異。文獻(xiàn)[6]對(duì)鋰離子電池放電過(guò)程中內(nèi)阻變化的研究表明，鋰離子電池工作時(shí)其內(nèi)阻將會(huì)經(jīng)歷3 個(gè)階段：在放電初始，電池極化內(nèi)阻逐漸增大，在放電中段，極化內(nèi)阻維持穩(wěn)定，而在放電后期極化內(nèi)阻迅速增大。如圖2 所示，在放電初始階段，由于電池的極化內(nèi)阻逐漸增大，電池有明顯溫升，曲線(xiàn)斜率較大；但是在放電中段，電池極化內(nèi)阻維持在一定范圍內(nèi)，因此電池溫升曲線(xiàn)趨于平緩；而在電池放電后期，由于極化電阻迅速增大，電池溫升曲線(xiàn)斜率又再次變大。由于在放電初期鋰離子電池溫度快速升高，因此要求熱管能夠快速啟動(dòng)以限制電池溫升速率。

圖2 1.0C 倍率放電時(shí)電池壁面溫升曲線(xiàn)

圖3 散熱模塊測(cè)試平臺(tái)示意圖

電池壁面各點(diǎn)在放電過(guò)程中存在一定的溫差。其中壁面溫升最大的點(diǎn)是靠近極耳的A 點(diǎn)，溫升最小點(diǎn)為遠(yuǎn)離極耳的E 點(diǎn)。這是因?yàn)榭拷鼧O耳處電流密度集中，距離極耳較遠(yuǎn)的部分電流逐漸發(fā)散，電流密度下降，因此靠近極耳處生熱率遠(yuǎn)高于其他部分，這導(dǎo)致了電池壁面各點(diǎn)的溫度差異。

圖4 是電池壁面最大溫差隨放電倍率的變化。如圖4 所示，隨著放電倍率提高，電池壁面最大溫差增大。在室溫為18℃，放電倍率為3C 時(shí)，壁面最大溫差達(dá)到3℃。在電池組中，各電池單體熱量的積累和傳遞不僅會(huì)擴(kuò)大單體的壁面溫差，還會(huì)使得各電池間的溫度差異增大，造成各電池單體的衰減速率不一致，使得各單體的容量不一，從而導(dǎo)致電池組容量利用率降低，并且加快電池的損耗，由此惡性循環(huán)，最終使電池失效[7]。因此，所設(shè)計(jì)的 散熱模塊不僅需要限制電池壁面最高溫度不超過(guò)最佳工作溫度范圍，而且要消除電池壁面溫差，以達(dá)到對(duì)鋰離子電池有效的熱管理。

圖4 電池壁面最大溫差隨放電倍率的變化關(guān)系

2 基于嵌入式熱管的散熱模塊（EHPTM）性能

搭建嵌入式熱管散熱模塊（Embedded heat-pipe thermal-control module）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖3 所示。包括高熱導(dǎo)率鋁合金板，內(nèi)嵌于鋁板中的熱管（embedded heatpipe）以及鋁合金散熱翅片。所用熱管尺寸：φ6mm，長(zhǎng)度270mm；啟動(dòng)溫度30℃，工作溫度0～250℃，熱阻系數(shù)≤0.08℃/W，最大散熱功率60W；銅質(zhì)管壁，燒結(jié)銅粉式吸液芯，采用水為工質(zhì)。散熱模塊和電池之間均勻涂有導(dǎo)熱硅膠，以減少接觸熱阻。本節(jié)對(duì)無(wú)熱管理、熱管冷卻和散熱模塊冷卻3 種條件下鋰離子電池溫升和溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了比較。各實(shí)驗(yàn)均以2.5C 倍率恒流放電，環(huán)境溫度23℃，放電時(shí)間達(dá)到1055s 時(shí)停止。

圖5 為不同熱管理?xiàng)l件下鋰離子電池壁面最高溫度點(diǎn)TA的溫升曲線(xiàn)。在無(wú)熱管理的條件下，放電時(shí)間為1055s 時(shí)，電池壁面最高溫度達(dá)到了51.3℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鋰離子電池最佳工作溫度范圍20～40℃。應(yīng)用了散熱模塊后，初始階段（0～200s）電池壁面溫升曲線(xiàn)和無(wú)熱管理?xiàng)l件下相比無(wú)明顯區(qū)別，這是因?yàn)樵诔跏茧A段，熱管未達(dá)到其啟動(dòng)溫度，因此散熱模塊沒(méi)有起效；放電時(shí)間為200s 左右時(shí)，電池溫升曲線(xiàn)出現(xiàn)了明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這主要由于此時(shí)電池壁面溫度達(dá)到了31.3℃，此時(shí)熱管的壁面溫度也達(dá)到其啟動(dòng)溫度。熱管啟動(dòng)后，其熱阻非常小，熱導(dǎo)率很高，因此能夠迅速地吸收電池產(chǎn)生的熱量并及時(shí)地傳導(dǎo)到其冷凝端，通過(guò)散熱翅片將熱量散發(fā)出去，使電池溫升趨于平緩；在200～1055s，電池壁面溫度緩慢升高，壁面最高溫度最終被限制在41.8℃，滿(mǎn)足鋰離子電池最佳工作溫度范圍，證明了散熱模塊能夠有效地對(duì)鋰離子電池進(jìn)行散熱。在無(wú)鋁集熱板的條件下，在放電時(shí)間到達(dá)1055s 時(shí)，鋰離子電池壁面最高溫度達(dá)到了47.7℃ ，雖然和無(wú)熱管理系統(tǒng)相比，熱管能夠明顯降低電池壁面溫度，但是冷卻效果不及所設(shè)計(jì)的散熱模塊，鋰離子電池溫度仍不能滿(mǎn)足其最佳工作溫度范圍。這主要是由于熱管和鋰離子電池表面是線(xiàn)接觸，因此兩者間的熱流量?。煌瑫r(shí)這還導(dǎo)致兩者接觸不緊密，接觸熱阻驟增。而鋁集熱板和電池表面是面接觸且緊密貼合，因此能夠有效提高熱流量，降低接觸熱阻；此外6063#鋁合金的熱導(dǎo)率很高，能夠迅速地將熱量傳遞給熱管，并通過(guò)熱管高效地把熱量導(dǎo)出。

圖5 不同條件下鋰離子電池壁面溫升曲線(xiàn)

圖6 不同條件下電池壁面最大溫差隨時(shí)間的變化

圖6 為3 種實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得電池壁面最大溫差隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)放電初期，熱管沒(méi)有啟動(dòng)，電池壁面溫升曲線(xiàn)基本一致。在無(wú)熱管理的情況下，電池壁面溫差迅速升高。在400s 左右，電池放電熱效應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，電池壁面最大溫差達(dá)到了7℃，并在隨后的放電過(guò)程中維持穩(wěn)定；應(yīng)用熱管散熱后， 電池壁面最大溫差有所降低，為6℃左右。但是由于沒(méi)有鋁板的集熱左右，同時(shí)也由于熱管和電池壁面為線(xiàn)接觸有較大的接觸熱阻，熱管在放電初期并不能有效地降低電池壁面溫差。但是當(dāng)放電時(shí)間達(dá)到400s 左右，熱管充分啟動(dòng)，對(duì)電池具有一定的均溫效果，因此電池壁面溫差曲線(xiàn)呈現(xiàn)一定幅度的下降；應(yīng)用了散熱模塊后，由于鋁板顯著的集熱效果以及其與電池壁面大面積接觸降低了接觸熱阻，在放電初期即顯示出了優(yōu)異的均溫效果，鋰離子電池壁面溫差曲線(xiàn)增長(zhǎng)速率明顯放緩，壁面最大溫差最終被限制在了3.7℃左右。由此證明，所設(shè)計(jì)的散熱模塊比單純使用熱管時(shí)的啟動(dòng)性能更好，能夠更快地對(duì)電池溫升做出響應(yīng)，限制電池壁面溫度，并且使電池壁面溫度場(chǎng)分布均勻。

3 散熱模塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化與模擬仿真

3.1 熱物性參數(shù)和邊界條件的確定

（1）電池生熱率根據(jù)Bernadi 等[8]提出的理論計(jì)算模型計(jì)算，見(jiàn)式（1）。

式中，I 為電池的充放電電流，Vb是電池體積，U 是電池端電壓，Uo是電池開(kāi)路電壓，T 是電池溫度。通常認(rèn)為為常數(shù)，值為11.16mV[9]。計(jì)算得在25A 恒流放電條件下，鋰離子電池生熱率為80000J/(m3·s)。

（2）熱管熱導(dǎo)率：文獻(xiàn)[10]研究表明，在對(duì)熱管進(jìn)行模擬仿真時(shí)，熱導(dǎo)率達(dá)到103℃/(K·m)以上，仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差很小。因此選取熱管熱導(dǎo)率為1×104℃/(K·m)。

（3）電池參數(shù)確定：鋰離子電池?zé)釋?dǎo)率具有各向異性，其具體數(shù)值通過(guò)式（2）～式（4）計(jì)算可得。

式中，kp、ka、kn為正極板、負(fù)極板和隔膜的平均熱導(dǎo)率；dxp、dxa、dxn為x 軸方向正極板、負(fù)極板和隔膜的總厚度；dyi，dzi類(lèi)似。

鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)各組成部分如表1、表2所示。

表1 鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

表2 鋰離子電池各部分材料物理性能

代入數(shù)值計(jì)算可得，電池在X 方向上的平均熱導(dǎo)率為1.0812W/(m·K)，在Y、Z 方向的平均熱導(dǎo)率均為2.8263W/(m·K)。

鋰離子電池的比熱容采用實(shí)驗(yàn)法測(cè)得cp=1157.5J/(kg·K)，密度為2.2058g/cm3。

（4）邊界條件：見(jiàn)文獻(xiàn)[11]。實(shí)驗(yàn)表面，在自然對(duì)流條件下，矩形翅片壁面對(duì)流傳熱系數(shù)在3W/(m2·℃)左右變動(dòng)。選擇翅片壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為2.5(W/m2·℃)，其余壁面絕熱。環(huán)境溫度為23℃，不考慮熱輻射。壁面法相壓力梯度

3.2 復(fù)合風(fēng)冷翅片散熱模式

通過(guò)將自然對(duì)流轉(zhuǎn)換為強(qiáng)制對(duì)流能夠有效地提高散熱翅片的傳熱系數(shù)。文獻(xiàn)[12]報(bào)道研究強(qiáng)制風(fēng)冷下不同結(jié)構(gòu)的散熱翅片的傳熱系數(shù)，結(jié)果表明各結(jié)構(gòu)散熱翅片的傳熱系數(shù)均隨著風(fēng)速的提高而明顯提高。文獻(xiàn)[13]對(duì)不同雷諾數(shù)下翅片的傳熱系數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明雷諾數(shù)的提高明顯提高翅片的傳熱系數(shù)，且在大雷諾數(shù)下，電池單體局部溫差更小。圖7 為復(fù)合風(fēng)冷翅片散熱網(wǎng)格模型。圖8 為軸流式風(fēng)機(jī)與翅片距離為5cm 時(shí)的風(fēng)速測(cè)試曲線(xiàn)，風(fēng)速在1.90m/s 上下波動(dòng)。在該條件下，電池以2.5C倍率放電的溫升曲線(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖9 所示。

圖7 復(fù)合風(fēng)冷翅片散熱網(wǎng)格模型

圖8 風(fēng)機(jī)-翅片距離5cm 時(shí)風(fēng)速測(cè)試曲線(xiàn)

圖9 復(fù)合風(fēng)冷翅片散熱下2.5C 倍率放電電池溫升曲線(xiàn) 模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

如圖9 所示，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。放電結(jié)束時(shí)，電池壁面最高溫度模擬結(jié)果為36.05℃，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為35.67℃，且兩曲線(xiàn)走勢(shì)基本重合，證明所建立的模擬仿真模型與實(shí)際情況符合，模擬結(jié)果能較好地反映實(shí)際情況。對(duì)比圖9 與圖5 曲線(xiàn)Ⅲ可知，電池壁面最高溫度從40℃下降到36.05℃，下降約4℃，下降率達(dá)10%。實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果證明，通過(guò)在模組中安裝風(fēng)機(jī)或?qū)﹄姵叵溥M(jìn)行導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高進(jìn)入散熱模塊的空氣流量，將能明顯提高散熱模塊的散熱性能。

在嵌入式熱管散熱模塊中，熱管的布置對(duì)系統(tǒng)的散熱性能有重要的影響。文獻(xiàn)[14]提出，熱管的傾斜方向?qū)嶙栌泻艽笥绊懀诖怪迸挪紩r(shí)系統(tǒng)熱阻最低可到0.181℃/W。文獻(xiàn)[15]比較U 型熱管和L型熱管的熱阻，發(fā)現(xiàn)U 型熱管由于其蒸發(fā)段-冷凝段之比高于L 型，其系統(tǒng)熱阻更低；文獻(xiàn)[16]對(duì)比不同蒸發(fā)段-冷凝段長(zhǎng)度比下的U 型熱管散熱模塊熱阻，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度比值對(duì)系統(tǒng)熱阻有很大影響，且隨著輸入功率和翅片類(lèi)型有一定變化。雖然前人已對(duì)熱管排布進(jìn)行了一定的研究，但是針對(duì)熱管蒸發(fā)段的幾何形狀對(duì)散熱系統(tǒng)的性能影響的報(bào)道仍然較少，因此有必要對(duì)此進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)比在25A 恒流放電條件下，采用熱管總長(zhǎng)和蒸發(fā)段長(zhǎng)度分別相等的直圓熱管和U型熱管散熱模的電池溫升情況發(fā)現(xiàn)，采用U 型熱管時(shí)，放電時(shí)間為1055s 時(shí)電池壁面平均溫度只有37.8℃，與采用直圓熱管模塊相比下降了2℃，說(shuō)明熱管蒸發(fā)段的幾何尺寸對(duì)電池壁面溫升有明顯影響。采用有限元模擬軟件Fluent 對(duì)不同蒸發(fā)段幾何尺寸（La/Lb）對(duì)模塊散熱性能影響進(jìn)行模擬仿真研究。建立U 型熱管散熱模塊3D-模型如圖10 所示，由于U 型熱管散熱模塊的對(duì)稱(chēng)性，因此只建立一半的模型。對(duì)所建立模型采用分塊劃分網(wǎng)格，采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格混合網(wǎng)格類(lèi)型，劃分的網(wǎng)格總數(shù)93274，網(wǎng)格總體Skewness＜0.58。La/Lb比值分別為0.25、0.5、1、1.5、1.8 所示，其中熱管蒸發(fā)段總長(zhǎng)度保持不變，即La+Lb≡80mm。

如圖11 所示，隨著La/Lb的值增大，電池壁面最高溫度和平均溫度先下降后升高，兩者均在La/Lb等于1（Ⅲ）時(shí)達(dá)到最小值，分別為33.9℃和32.4℃，相對(duì)于溫度最高的Ⅰ分別下降了1.2℃和1.4℃。這說(shuō)明，在蒸發(fā)段長(zhǎng)度一定時(shí)，U 型熱管內(nèi)嵌于集熱鋁板的幾何尺寸La/Lb越接近，即其蒸發(fā)段在電池壁面上分布更加均勻時(shí)，可以更加有效地降低電池壁面溫度。圖12 為L(zhǎng)a/Lb分別為0.25（Ⅰ）和1.0（Ⅲ）兩種情況下的電池溫度場(chǎng)。

從鋰離子電池溫度場(chǎng)分布可知，La/Lb=1 時(shí)，電池溫度場(chǎng)被分成3 個(gè)區(qū)域，其高溫區(qū)域與La/Lb=0.25時(shí)相比被限制在更小的范圍內(nèi)，而且高溫區(qū)的最高溫度也更低，這說(shuō)明在La/Lb=1 的情況下，電池壁面溫度場(chǎng)分布更加均勻。這主要是因?yàn)?，?dāng)La、Lb接近時(shí)，電池壁面上各點(diǎn)離熱管蒸發(fā)段的距離更加平均，而根據(jù)傅里葉導(dǎo)熱定律可知，當(dāng)各點(diǎn)距熱管距離接近時(shí)，熱流量將更加平均，這樣有利于使電池壁面溫度更加均溫，限制壁面最高溫度。

4 結(jié) 論

（1）通過(guò)對(duì)不同放電倍率下鋰離子電池恒流放電溫升曲線(xiàn)和溫度場(chǎng)的研究，發(fā)現(xiàn)鋰離子電池溫升曲線(xiàn)有3 個(gè)主要階段，這是其內(nèi)阻變化引起的；當(dāng)放電倍率超過(guò)1C 時(shí)，鋰離子電池放電截止時(shí)溫度超過(guò)40℃，不能滿(mǎn)足鋰離子電池最佳工作溫度范圍要求；而且電池壁面溫度存在差異，這將會(huì)影響電池的使用性能。

（2）針對(duì)鋰離子電池放電過(guò)程的溫升和溫度 場(chǎng)分布，設(shè)計(jì)了基于熱管的散熱模塊，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)放電倍率達(dá)到3C 時(shí)，該散熱模塊仍能夠?qū)㈦姵乇诿孀罡邷囟认拗圃?0℃，并且能夠有效地消除電池壁面溫度差異；與其他散熱方式相比，采用散熱模塊散熱具有更好的性能，和無(wú)熱管理?xiàng)l件相比，能夠使電池壁面最大溫差下降4℃。此外，實(shí)驗(yàn)證明熱管在散熱模塊中能夠迅速啟動(dòng)，限制電池的溫升速率。

圖10 U 型熱管散熱模塊

圖11 不同La/Lb 下電池壁面溫度3.3，熱管幾何尺寸對(duì)散熱模塊性能的影響

圖12 應(yīng)用不同結(jié)構(gòu)U 型熱管散熱模塊的鋰離子電池溫度場(chǎng)分布

（3）采用有限元模擬軟件Fluent 對(duì)復(fù)合風(fēng)冷翅片散熱模式進(jìn)行模擬仿真，結(jié)果表明對(duì)翅片進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流能夠有效地提高模塊的散熱性能，使電池壁面最高溫度降低近4℃。

（4）探討在U 型熱管模塊在不同蒸發(fā)段幾何尺寸下，鋰離子電池的溫升曲線(xiàn)和溫度場(chǎng)分布。模擬結(jié)果表明，熱管蒸發(fā)段水平（La）和豎直的長(zhǎng)度（Lb）比為1 時(shí)，電池壁面平均溫度最低，而且電池壁面各點(diǎn)溫差也最小，即電池壁面溫度場(chǎng)更加均勻。這說(shuō)明熱管蒸發(fā)段在散熱模塊中分布更加均勻時(shí)，將更加有利于電池?zé)崃康膶?dǎo)出，獲得更好的散熱性能。這主要是因?yàn)殡姵乇诿娓鼽c(diǎn)離熱管的距離更加平均，使各點(diǎn)向熱管的熱流量更加平均。

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