制冷剂相态变化对动力电池直冷系统温控性能的影响分析

• Published in: 制冷学报 Vol. 44; no. 3; pp. 58 - 80
• Main Authors: 高帅, 王俊博, 朱佳慧, 毛佳妮, 梁晓瑜
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国计量大学计量测试工程学院 杭州 310018 01.06.2023
• Subjects: 相态变化; 直冷系统; 电热耦合模型; 电池热管理; 过热
• ISSN: 0253-4339
• DOI: 10.3969/j.issn.0253-4339.2023.03.058

TB61+1%TM912%U469.72; 为了分析制冷剂相态变化对动力电池直冷系统温控性能的影响,本文提出一种基于电池等效电路模型和热阻网络模型的电热耦合分析方法并建立典型电池直冷系统的离散化模型,应用AMESim对直冷系统的温度响应进行数值研究.利用实验数据进行对比验证,通过参数化研究分析动力电池的局部温控性能,获得 2 C高倍率充电和循环充放电工况下直冷系统的温控性能.结果表明:直冷板内制冷剂气液两相区和过热单相区的变化对系统性能存在显著影响,相比于传统的液冷系统,两相区能使电池最高温度降低 28.3％,但过热区存在严重的传热恶化,造成电池最高温度显著升高和最大温差急剧增加,对于 2 C工况,当制冷剂从两相换热变为单相换热时,表面传热系数降低约 73.6％,使得对应电池单元温度升高约 12～14℃;制冷剂温度过低会造成电池垂直方向温差过大,制约直冷系统在实际中的应用;提高制冷剂蒸发压力和两侧布置直冷板能够有效减小电池垂直方向的温差,但难以消除过热现象对系统性能的影响.