全浸没式电池包冷却如何设计散热效果最明显？

新能源时代 · 公众号 · · 2025-02-11 08:45

正文

8个单体电池串联而成的电池组结构。其中，电池组通过铝排进行串联并将8个单体电池以前后两组的形式进行排列。为了使得铝排与电池正极和负极接触良好同时避免电池短路，根据电池组排列形式设计了A、B、C三种尺寸铝排用于电池组串联。此外，电池充放电过程中存在电池膨胀现象，本文为避免此现象引起的电池挤压问题，在两组电池间设置6mm的间距，同时在同组单体电池之间预留2mm的间距。另外，为了避免电池击穿放电，电池电极与电池箱体之间要求保持不少于10mm的间距。本文在此基础上采取了富余设计，同时为了简化电池组箱体结构，取电池组与箱体上部以及四周保持20mm间距，电池组与箱体底部保持5mm间距。电池组相关结构参数如表：

电池组具体结构如下图，绿色的电极代表负极，红色的电极代表正极，与电极直接接触的扁平片状结构用作几个单体电池串联成电池组的铝排。

为了方便表述，将电池单体按照一定顺序编号1-8，并对每个单体电池的正负极几何中心、大面中心、底面几何中心分别标记为T、S、B，以便后文在仿真模型中布置温度测点。

提出了以流道进出口区分包括1进1出、4进1出以及2进2出（十字交错）等三种流道结构方案。

方案1采用的是1进1出流道结构，同时在方案1的基础上设计了方案2和方案3。与方案1相比，方案2的特点是增加了进口数量并以电池组侧面中心向四周偏移，这样的结构设计可以实现箱体入口处冷却油液流动更为均匀。由于单体电池间的间隙过小带来的流动性差问题，将导致电池组存在中部温度相对于外侧偏高的现象，而与电池组中部直接接触的铝排在过热时更是加剧这一现象。针对这一现状，方案3通过将入口布置靠近电池中部上方对其优先冷却进行改善，同时考虑到流动均匀性，增设了一个流道出口并对称布置。在上述三个流道结构方案中，冷却油液材料为二甲基硅油，铝排材料为铝。

内容源于《锂离子电池浸没式液体热管理系统研究》 ‍ ‍ ‍