电池包中的锂离子电池其性能与温度息息相关,只有在合适的温度范围内,电池的性能才能得到充分的利用。此外,还要降低电池模组整体温差,才能保持电池间具有良好的一致性。与传统风冷、液冷不同,本文采用相变材料对电池包进行热管理的研究,结合实验与数值仿真的方法,得到了很好的电池热管理性能。包含以下几部分研究结果:1.对电池单体进行充放电实验,在锂离子电池不同放电倍率工况下,观测18650电池温升情况,计算估测电池放热功率,建立放电电流与电池表面温升之间的关系,为后续的数值仿真分析提供依据。在高倍率9C放电时,只经过了400s左右,电池温度就超过了80℃,此时发热功率约6.9W,充分说明对电池包进行热管理的必要性。2.数值研究了基于相变材料设计电池单体的散热系统,以铝制仿形电池与加热棒模拟电池发热系统,降低研究难度。监测电池壁面温度,发现温升曲线会形成一段温度平台,但平台温度高于相变材料熔点温度9℃以上。在相变材料中添加金属泡沫后,温度平台现象消失,但电池温升速率进一步降低。3.建立小型电池包模型,对电池包温度分布进行仿真研究,有效运用数值仿真效率高的特性,进行大量参数研究。对散热系统多种参数进行了分析比较,发现对电池最终温度影响最大的为相变材料熔点,最小的为相变材料比热容。对电池包散热结构优化分析发现,添加翅片的电池控温效果更好,添加4个翅片后,相对于无翅片情形,最高温度降低超过5℃,然而椭圆翅片与直翅片效果相差不大。4.通过实验,观察电池包散热系统的控温效果,发现使用相变材料有效的降低了电池单体间温差,电池3.2W发热时,整个电池发热过程中,温差最高时只有3.3℃,低于空冷时的5℃,且电池最终温度为44℃远低于空冷时的64℃。比较实验数据与数值结果,发现吻合良好,也验证了前面的电池包数值分析结果的准确性。