摘要
电池电动汽车（BEV）在低温环境下的热管理会因电加热而增加电池能耗并降低续航里程。热能存储（TES）系统通过将产热与热需求解耦来缓解这一问题。在充电过程中，TES系统内部集成的电阻加热器用于提高存储介质温度，同时通过旁路运行方式控制TES空气出口温度以实现放热。然而，这些加热系统由于间接传热和局部热源的限制，要么限制了有效加热功率，要么增加了热应力风险。为了克服这些局限性，设计并实验研究了一种基于SiSiC蜂窝结构的直接电加热固体介质TES系统，其中蜂窝结构同时作为加热元件和存储介质。 为此，搭建了一套实验台架以表征其电热充电和热放热特性。结果表明，金属化蜂窝侧面实现了低接触电阻的稳定电气充电，并能实现最高达600°C的均匀加热至相关操作温度。同时，由于蜂窝结构在强制对流放热过程中有效的热量传输，相对于所存储的热能，热利用率超过90%。尽管实验台架尺寸较小且热损失相对较高，蜂窝结构仍实现了高达200 Wh/kg和385 kWh/m3的比存储密度和体积存储密度。总体而言，成功验证的模型和实验结果证明，可以在单一多功能部件中实现高效的电热充电和热放热，为TES系统作为BEV替代热源为进一步优化和规模化应用奠定了坚实基础。
