עם העלייה במכירות ובבעלות על כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה, מתרחשות מעת לעת גם תאונות שריפה של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה. תכנון מערכת ניהול תרמי מהווה בעיית צוואר בקבוק המגבילה את פיתוחם של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה. תכנון מערכת ניהול תרמי יציבה ויעילה הוא בעל חשיבות רבה לשיפור הבטיחות של כלי רכב המונעים על ידי אנרגיה חדשה.
מידול תרמי של סוללות ליתיום-יון הוא הבסיס לניהול תרמי של סוללות ליתיום-יון. ביניהם, מידול מאפייני העברת חום ומידול מאפייני יצירת חום הם שני היבטים חשובים של מידול תרמי של סוללות ליתיום-יון. במחקרים קיימים על מידול מאפייני העברת חום של סוללות, סוללות ליתיום-יון נחשבות כבעלות מוליכות תרמית אניזוטרופית. לכן, יש חשיבות רבה לחקור את השפעתם של עמדות העברת חום שונות ומשטחי העברת חום על פיזור החום והמוליכות התרמית של סוללות ליתיום-יון לצורך תכנון מערכות ניהול תרמי יעילות ואמינות עבור סוללות ליתיום-יון.
תא סוללת ליתיום-ברזל פוספט 50A·h שימש כאובייקט המחקר, ומאפייני התנהגות העברת החום שלו נותחו בפירוט, והוצע רעיון עיצובי חדש לניהול תרמי. צורת התא מוצגת באיור 1, ופרמטרי הגודל הספציפיים מוצגים בטבלה 1. מבנה סוללת ליתיום-יון כולל בדרך כלל אלקטרודה חיובית, אלקטרודה שלילית, אלקטרוליט, מפריד, מוליך אלקטרודה חיובי, מוליך אלקטרודה שלילי, מסוף מרכזי, חומר מבודד, שסתום בטיחות, מקדם טמפרטורה חיובי (PTC) (מחמם נוזל קירור PTC/מחמם אוויר PTC) תרמיסטור ומארז הסוללה. מפריד מונח בין חלקי הקוטב החיוביים והשליליים, וליבת הסוללה נוצרת על ידי ליפוף או שקבוצת הקטבים נוצרת על ידי למינציה. פשטו את מבנה התא הרב-שכבתי לחומר תא באותו גודל, ובצעו טיפול שווה ערך על הפרמטרים התרמופיזיקליים של התא, כפי שמוצג באיור 2. מניחים שחומר תא הסוללה הוא יחידה קובואידית בעלת מאפייני מוליכות תרמית אניזוטרופית, ומוליכות התרמית (λz) הניצבת לכיוון הערימה מוגדרת כקטנה מהמוליכות התרמית (λ x, λy) במקביל לכיוון הערימה.
(1) קיבולת פיזור החום של תוכנית ניהול החום של סוללות ליתיום-יון תושפע מארבעה פרמטרים: מוליכות תרמית בניצב למשטח פיזור החום, מרחק הנתיב בין מרכז מקור החום למשטח פיזור החום, גודל משטח פיזור החום של תוכנית ניהול החום, והפרש הטמפרטורה בין משטח פיזור החום לסביבה הסובבת.
(2) בעת בחירת משטח פיזור חום עבור תכנון ניהול תרמי של סוללות ליתיום-יון, סכמת העברת החום הצדדית של אובייקט המחקר הנבחר טובה יותר מסכמת העברת החום התחתונה, אך עבור סוללות מרובעות בגדלים שונים, יש צורך לחשב את קיבולת פיזור החום של משטחי פיזור חום שונים על מנת לקבוע את מיקום הקירור הטוב ביותר.
(3) הנוסחה משמשת לחישוב והערכת קיבולת פיזור החום, והסימולציה הנומרית משמשת לאימות עקביות מלאה של התוצאות, דבר המצביע על כך ששיטת החישוב יעילה וניתן להשתמש בה כנקודת ייחוס בעת תכנון ניהול תרמי של תאים מרובעים.BTMS)
זמן פרסום: 27 באפריל 2023
