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原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/11/533651.shtm

中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所正高級(jí)工程師董凱軍團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣州開(kāi)發(fā)區(qū)國(guó)際科技合作項(xiàng)目等資助下，在鋰電池相變材料液冷復(fù)合熱管理技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果近日發(fā)表于《能源》（Energy）。

鋰電池是推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵組件，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能領(lǐng)域。鋰電池發(fā)熱功率與運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)隨著充放電倍率的提高而顯著增加，高效可靠的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對(duì)鋰電池安全運(yùn)行至關(guān)重要。

嵌入式相變材料液冷復(fù)合冷板內(nèi)部結(jié)構(gòu)及熱管理系統(tǒng)布置方式。研究團(tuán)隊(duì)供圖

為此，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于嵌入式相變材料液冷復(fù)合冷板的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，能夠結(jié)合主被動(dòng)冷卻技術(shù)有效控制鋰電池溫度，并具備良好節(jié)能潛力，為高倍率下鋰電池安全運(yùn)行提供了高效節(jié)能的熱管理解決方案。

此外，團(tuán)隊(duì)建立了考慮相變材料潛熱恢復(fù)性能和流動(dòng)能耗的綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)液冷流道的流形、截面形、截面積、通道數(shù)和波動(dòng)振幅進(jìn)行了全面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，基于優(yōu)化后的復(fù)合冷板結(jié)構(gòu)構(gòu)建側(cè)面冷卻的緊湊式電池模組熱管理系統(tǒng)，并提出一種基于時(shí)間的提前關(guān)斷策略，利用多目標(biāo)優(yōu)化遺傳算法，以電池最大溫度、電芯單體最大溫差和液冷系統(tǒng)能耗為目標(biāo)參數(shù)，對(duì)涵蓋液冷運(yùn)行參數(shù)、相變材料性能參數(shù)和關(guān)斷時(shí)間等5個(gè)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行多參數(shù)優(yōu)化。

多目標(biāo)優(yōu)化前（a）與優(yōu)化后（b）電池模組溫度分布對(duì)比。研究團(tuán)隊(duì)供圖

研究結(jié)果表明，在最優(yōu)參數(shù)下，電池組3C放電過(guò)程中的最高溫度為39.70℃，最大溫差為4.90℃，泵耗相比連續(xù)液冷策略降低了80.80%。該研究成果可為高倍率下降低單體電池溫差以及熱管理系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.133419