Анализ аккумуляторного блока с фазопереходным материалом в экстремальных температурных условиях для электромобиля

Тепловое управление в электромобиле имеет важное значение для продления срока службы аккумуляторной батареи. В статье представлены моделирование и анализ аккумуляторного модуля мощностью 6 кВт с целью улучшения тепловых характеристик литий-ионных аккумуляторов в электромобилях с использованием фазопереходных материалов (ФПМ). Для системы управления температурным режимом аккумуляторной батареи были рассмотрены фазопереходные материалы RT15 (Rubitherm15), RT31, EG5 (Expanded Graphite5) и EG26, обладающие различными теплофизическими свойствами. Исследованный диапазон температур окружающей среды включал температуры выше 40 °C и ниже −10 °C; также были испытаны условия горячего и холодного выдерживания. Была разработана одиночная литий-полимерная ячейка в корпусе pouch, а моделирование выполнено с использованием ФПМ и без них для повышения скорости теплообмена. Результаты моделирования и эксперимента для одиночной ячейки подтвердили возможность поддержания температуры аккумулятора в безопасных рабочих пределах. Поэтому предложенная система управления температурным режимом аккумуляторной батареи (BTMS) была применена к аккумуляторному блоку мощностью 6 кВт. Конструкция аккумуляторного модуля разработана в AutoCAD, а анализ выполнен с использованием программного средства ANSYS для вычислительной гидродинамики (CFD).