Perilaku perpindahan panas baterai lithium-ion dan desain manajemen termal

Seiring dengan meningkatnya penjualan dan kepemilikan kendaraan energi baru, kecelakaan kebakaran pada kendaraan energi baru juga terjadi dari waktu ke waktu. Desain sistem manajemen termal merupakan masalah yang menghambat perkembangan kendaraan energi baru. Mendesain sistem manajemen termal yang stabil dan efisien sangat penting untuk meningkatkan keselamatan kendaraan energi baru.

Pemodelan termal baterai Li-ion merupakan dasar dari manajemen termal baterai Li-ion. Di antaranya, pemodelan karakteristik perpindahan panas dan pemodelan karakteristik pembangkitan panas adalah dua aspek penting dari pemodelan termal baterai lithium-ion. Dalam studi yang ada tentang pemodelan karakteristik perpindahan panas baterai, baterai lithium-ion dianggap memiliki konduktivitas termal anisotropik. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempelajari pengaruh posisi perpindahan panas dan permukaan perpindahan panas yang berbeda terhadap disipasi panas dan konduktivitas termal baterai lithium-ion untuk desain sistem manajemen termal yang efisien dan andal untuk baterai lithium-ion.

Sel baterai lithium besi fosfat 50 A·h digunakan sebagai objek penelitian, dan karakteristik perilaku perpindahan panasnya dianalisis secara detail, serta diusulkan ide desain manajemen termal baru. Bentuk sel ditunjukkan pada Gambar 1, dan parameter ukuran spesifik ditunjukkan pada Tabel 1. Struktur baterai Li-ion umumnya meliputi elektroda positif, elektroda negatif, elektrolit, pemisah, kabel elektroda positif, kabel elektroda negatif, terminal tengah, bahan isolasi, katup pengaman, koefisien suhu positif (PTC).Pemanas Cairan Pendingin PTC/Pemanas Udara PTC) termistor dan wadah baterai. Sebuah pemisah diselipkan di antara kutub positif dan negatif, dan inti baterai dibentuk dengan cara dililit atau kelompok kutub dibentuk dengan cara laminasi. Sederhanakan struktur sel multi-lapisan menjadi material sel dengan ukuran yang sama, dan lakukan perlakuan yang setara pada parameter termofisik sel, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Material sel baterai diasumsikan sebagai unit kubus dengan karakteristik konduktivitas termal anisotropik, dan konduktivitas termal (λz) yang tegak lurus terhadap arah penumpukan ditetapkan lebih kecil daripada konduktivitas termal (λx, λy) yang sejajar dengan arah penumpukan.