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混合動(dòng)力汽車(chē)帶冷卻介質(zhì)的鋰離子電池組設(shè)計(jì)

近年來(lái)，先進(jìn)的可充電電池廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力/純電動(dòng)汽車(chē)上，其設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)受到眾多研究者的重視。電池供電的混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)帶來(lái)很多好處，特別是考慮到大氣空氣質(zhì)量和能源消耗。鋰離子電池單元的低電壓和小功率不適用于電動(dòng)汽車(chē)。因此，將一定數(shù)量的電池單元串聯(lián)增大電池電壓，電池組并聯(lián)增大電流，即可獲得適用于混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)可充電鋰離子電池組。

提出了一種新型設(shè)計(jì)，即帶冷卻介質(zhì)的可充電鋰離子電池，其主要應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車(chē)中。上述電池組滿(mǎn)足車(chē)輛用電池組所有的熱能和物理性能如工作溫度范圍和體積，此外還增加了電池的壽命周期以及充放電性能。該電池組的溫度分布和電壓分布基于樣品鋰離子電池特性和傳熱原理計(jì)算出來(lái)?；诿枋鲭姵亟M溫度分布的帶相關(guān)邊界條件的偏微分方程，完成了上述電池組件的熱分析。采用數(shù)值解法完成了電池組的溫度分布計(jì)算。計(jì)算了每個(gè)電池單元的內(nèi)部電阻，進(jìn)而求出了電壓分布。繪制了包括溫度分布和電壓分布的性能曲線圖。電池組使用多個(gè)分布式細(xì)管用于冷卻。超均勻的電壓分布和溫度分布、每個(gè)電池單元內(nèi)溫度的均勻分布、較小的電池組體積、自然對(duì)流、最大溫度小于其它電池組和小于48℃下的高導(dǎo)熱性能組成了帶有分布式冷卻介質(zhì)電池組的優(yōu)點(diǎn)。給出了仿真結(jié)果及上述冷卻介質(zhì)和其它相關(guān)工作參數(shù)之間的對(duì)比，驗(yàn)證了理論結(jié)果，并證明了所提出電池組設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2014年第245卷

作者：Hassan Fathabadi

編譯：張振偉