工质和流量对浸没冷却抑制电池热失控影响的数值模拟研究OA

介电流体具有高的比热容和稳定的绝缘性质,因此浸没式冷却技术被广泛用于高性能锂离子电池热管理系统。然而,对浸没冷却抑制电池热失控的研究仍较为有限。本研究在考虑电化学性能基础上,建立了一个新颖的热失控-热-流动多物理场耦合的数值模型,用于探究冷却工质和流量对热失控传播抑制的关键作用。通过电池组热失控实测数据验证了模型的可靠性。此外,提出一种评估方法,将热安全性和热管理性能相结合,为系统优化提供了量化依据。评价指标包括热失控触发时间(t_(TR))、泵送功耗(P)、流动阻力(f)、努塞尔数(Nu)和综合性能指数(PEC)。最后建立了雷诺数(Re)与各评价指标的函数拟合关系,以探究流动换热的一般性规律。结果表明,尽管浸没冷却无法避免已经局部短路(针刺)电芯发生热失控,但有效抑制了热失控的传播。与强制空气对流相比,采用聚α烯烃(PAO)油能够显著延迟热失控在电池模组中的传播。沿热失控传播方向,电芯2的t_(TR)延长了94.9%,电芯3的t_(TR)延长了45.3%,电芯4的t_(TR)延长了42.8%。当Re超过9.88时,热失控传播得到有效抑制;在Re=23.04(0.7 g/s)条件下,实现了PAO油温度的显著降低。本研究结果可为浸没式热管理系统设计提供有价值的参考依据。