适用于宽温范围条件的电池热管理系统性能研究

《Journal of Energy Storage》：Performance study of a battery thermal management system adapted for wide temperature range conditions

　　

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  基于CLPHP并配合风扇和电容器的电池热管理可实现高效传热与均匀调温。
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  分层热管理策略可实现自适应调节，使电池在高温和低温条件下均能稳定运行。
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  分级供能机制可实现按需预热，并降低电池运行过程中的能耗。

文章片段

符号表

符号	描述
${\mathrm{T}}_{\mathrm{bi}}$	电池模组各测点的温度值（°C）
${\mathrm{T}}_{\mathrm{bi}?\max }$	电池模组各测点的最高温度（°C）
${\mathrm{T}}_{\mathrm{bi}?\min }$	电池模组各测点的最低温度（°C）
${\mathrm{T}}_{\mathrm{bi}?\text{rise}}$	电池模组各测点的温升（°C）
${\mathrm{T}}_{b?\mathrm{d}}$	单节电池表面的温差（°C）
${\mathrm{T}}_{\mathrm{bb}?\mathrm{d}}$	不同电池之间的温差（°C）
t0	时间

实验系统

为便于本研究开展，搭建了电池模组性能测试平台（如图2所示）。该平台主要由三个部分组成：电池测试单元、环境温度控制单元和基于TiO?-CLPHP TMS的电池模组单元。

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  电池测试单元

电池测试单元主要由Arbin BT2000电池测试系统及其配套MITS Pro控制软件组成（如图2a所示）。Arbin BT2000建立充放电回路

宽温域连续变温条件下电池热管理性能分析

如表3所示，电池最高表面温度（T_b1）从?18.8°C持续上升至21.3°C，整体呈现先快速升高、随后缓慢上升、最终趋于稳定的趋势。在0~330 s期间，主超级电容器作为主要热源，提供主动且持续增强的加热效果。在此阶段，电池温度快速穿越低温区间并升高

结论

针对动力电池在全气候条件下的热管理需求，本研究提出了一种整合闭环脉动热管（CLPHP）、风扇和电容器的协同电池热管理系统。制定了分层热管理策略，以实现在高温和低温条件下的协同调控。实验结果表明，所提出的系统具有良好的适应性和运行

CRediT作者贡献声明

陈梦：写作 – 审阅与编辑、监督、方法论、概念设计。王明婷：写作 – 初稿、可视化、调查、数据整理。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述工作。

致谢

作者衷心感谢中央高校基本科研业务费专项资金（编号：2572023CT14-03）的资助。

陈梦|王明婷