新能源汽车用动力电池的传热传质问题的研究

随着社会的发展和城市的现代化能源短缺与环境污染愈加严重，新能源汽车的研制与开发对于提高能源利用率和减少环境污染是非常必要的。本文针对燃料电池汽车中燃料电池的水管理问题以及电动汽车中锂离子电池的热管理问题进行了初步的研究，主要内容分为两部分：一是燃料电池内部多孔电极在含水状态下气体扩散性能的计算；二是采用相变材料对锂离子电池组进行冷却的仿真计算。主要结论如下： 1.在同样饱和度下，亲水性多孔材料的气体渗透性能和扩散性能均优于疏水性多孔材料。 2.多孔材料在含水状态下的扩散特性受其气孔分布特性的影响，本文提出的相对扩散率计算方法很好地解释了具有不同气孔分布的多孔材料在含水状态下的相对扩散率基本相同之原因。 3.不论电池组放电倍率怎么变化，只要电池的导热系数增大，电池中心温度降低，边界温度升高，电池温度分布越均匀。而相变材料导热系数增大时，电池温度降低并不显著，因此，提高电池导热系数促进电池组的冷却效果更有效。 4.电池组放电倍率为2C时，不管电池导热系数怎么变化，填充厚度10mm的相变材料都不会完全溶化，而放电倍率为3C时，10mm的相变材料有完全溶化的情况，要保证冷却效果必须加大填充厚度。