分会场

燃料电池与储能

摘要

动力电池作为电动车的核心，温度对其能量性能，安全性能以及循环寿命有很大的影响。但是锂电池的能量密度与安全性存在天然矛盾，为了解决热失控引发的安全问题，本文在生物仿生学基础上，提出一种基于肌肉组织结构仿生的新型全浮细胞式锂电储能系统。该系统以微型锂电池芯三维矩阵为细胞群，以三维分形结构冷却管道网为血管，以电池单元外侧泄压腔为淋巴，以冷却水泵为心脏，以温度传感器、微型二极管及其线束为神经，以中央控制器为大脑，形成一套肌肉组织结构仿生的智能化锂电池控制系统，实现所有锂电池芯的智能化、模块化、分级化精准控制。该系统将电芯设为筒形，筒内外进行全方位循环冷却，冷却液兼作灭火剂；循环单元外侧直通泄压腔，这样既减少了电芯细胞单元的总发热量，又可实现电芯细胞“小失控”时的胞内控制与“大爆炸”时及时泄压。因而可从根本上解决大功率锂电储能系统的热失控问题。本文利用Solidwirks对其进行建模，并利用COMSOL进行数值模拟研究，研究结果表明，在超大放电倍率7.5C的情况下，该系统能完美将电池工作温度控制在20~50℃之间，且电池组的温差控制在5℃以内。

关键词

圆柱锂电池;热管理;大倍率放电;仿生散热结构

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