Cùng với sự gia tăng về doanh số và số lượng xe năng lượng mới được sở hữu, các vụ cháy xe năng lượng mới cũng xảy ra thường xuyên hơn. Thiết kế hệ thống quản lý nhiệt là một vấn đề nan giải cản trở sự phát triển của xe năng lượng mới. Việc thiết kế một hệ thống quản lý nhiệt ổn định và hiệu quả có ý nghĩa rất lớn đối với việc nâng cao an toàn cho xe năng lượng mới.
Mô hình hóa nhiệt của pin Li-ion là nền tảng của quản lý nhiệt pin Li-ion. Trong đó, mô hình hóa đặc tính truyền nhiệt và mô hình hóa đặc tính sinh nhiệt là hai khía cạnh quan trọng của mô hình hóa nhiệt pin Li-ion. Trong các nghiên cứu hiện có về mô hình hóa đặc tính truyền nhiệt của pin, pin Li-ion được coi là có độ dẫn nhiệt không đẳng hướng. Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của các vị trí truyền nhiệt và bề mặt truyền nhiệt khác nhau đến sự tản nhiệt và độ dẫn nhiệt của pin Li-ion có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc thiết kế các hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả và đáng tin cậy cho pin Li-ion.
Pin lithium sắt photphat 50 A·h được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu, và đặc tính truyền nhiệt của nó đã được phân tích chi tiết, đồng thời một ý tưởng thiết kế quản lý nhiệt mới đã được đề xuất. Hình dạng của pin được thể hiện trong Hình 1, và các thông số kích thước cụ thể được thể hiện trong Bảng 1. Cấu trúc pin Li-ion nói chung bao gồm điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân, màng ngăn, dây dẫn điện cực dương, dây dẫn điện cực âm, cực trung tâm, vật liệu cách điện, van an toàn, hệ số nhiệt độ dương (PTC)(Bộ gia nhiệt nước làm mát PTC/Máy sưởi không khí PTC(Cảm biến nhiệt và vỏ pin). Một lớp ngăn cách được kẹp giữa các cực dương và cực âm, và lõi pin được tạo thành bằng cách quấn dây hoặc nhóm cực được tạo thành bằng cách ghép lớp. Đơn giản hóa cấu trúc tế bào nhiều lớp thành một vật liệu tế bào có cùng kích thước, và thực hiện xử lý tương đương trên các thông số nhiệt vật lý của tế bào, như thể hiện trong Hình 2. Vật liệu tế bào pin được giả định là một đơn vị hình hộp chữ nhật có đặc tính dẫn nhiệt dị hướng, và độ dẫn nhiệt (λz) vuông góc với hướng xếp chồng được đặt nhỏ hơn độ dẫn nhiệt (λx, λy) song song với hướng xếp chồng.
(1) Khả năng tản nhiệt của phương án quản lý nhiệt pin lithium-ion sẽ bị ảnh hưởng bởi bốn thông số: độ dẫn nhiệt vuông góc với bề mặt tản nhiệt, khoảng cách đường đi giữa tâm nguồn nhiệt và bề mặt tản nhiệt, kích thước bề mặt tản nhiệt của phương án quản lý nhiệt và chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt tản nhiệt và môi trường xung quanh.
(2) Khi lựa chọn bề mặt tản nhiệt cho thiết kế quản lý nhiệt của pin lithium-ion, phương án truyền nhiệt bên của đối tượng nghiên cứu được chọn tốt hơn phương án truyền nhiệt bề mặt đáy, nhưng đối với pin vuông có kích thước khác nhau, cần phải tính toán khả năng tản nhiệt của các bề mặt tản nhiệt khác nhau để xác định vị trí làm mát tốt nhất.
(3) Công thức được sử dụng để tính toán và đánh giá khả năng tản nhiệt, và mô phỏng số được sử dụng để xác minh rằng kết quả hoàn toàn nhất quán, cho thấy phương pháp tính toán hiệu quả và có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo khi thiết kế quản lý nhiệt của các ô vuông.BTMS)
Thời gian đăng bài: 27/04/2023
