软包装电池成组热结构设计.pdf

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1、2014年5月化学工业与工程第31卷第3期Mav2014CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGV01．31NO．3doi：10．13353／j．issn．1004．9533．2014．03．006软包装电池成组热结构设计王丽娜，刘皓，杨凯，惠东，张慧卿(I．中国电力科学研究院，北京100192；2．北京化工大学，北京100029)摘要：由于软包装电池外包装采用多层塑料复合薄膜，没有外部形状支撑，在高倍率使用条件下，电池会产生大量热量，同时由于副反应不可避免产生气体，出现体积涨缩及其他形变，导致性能和循环寿命下降。针对软包装电池特点，设计散热片，实现对电池散热及固

2、定加紧的双重作用，成组热设计采用散热片与空气冷却相结合的形式。根据计算流体动力学原理，对电池箱进行模拟仿真计算，结果显示电池组最高温升为5cc，温度场最大温差2℃。关键词：软包装电池；散热片；成组；热设计中图分类号：TQ152文献标志码：A文章编号：1004—9533(2014)O3—0039—05ThermalStructureDesignforFlexiblePackageBatteryWangLina，LiuHao，YangKaihHuiDong，ZhangHuiqing，(1．ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100192，

3、China；2．BeringUniversityofChemicalTechnology，BeOing100029，China)Abstract：Asexternalpackageofalithiumionbatteryismadeofmulti-layercompositefilm，solidsup—portisnotavailablefortheflexiblepackagebattery．Duringahigh-ratecharge／dischargecycle，thebat—terieswillgeneratealotofheatandgasinevitablyproduce

4、dbytheside-reactions，whichleadstotheex—pansionanddeformationofthebatteries．Inthispaper，heatsinkwasdesignedtocoolandfastenthebat—tery．Thedesignofthethermalstructureisacombinationofheatsinkandaircooling．Anumericalsimu-lationofbatterymodulebasedonCFDtheoryisconducted．Theresultshowsthatthemaximumte

5、mpera-tureriseofthebatterypackis5oCandthemaximumtemperaturedifferenceinthepackis2℃．Keywords：flexiblepackagebattery；heatsink；batterypack；thermaldesign软包装锂离子电池作为一种新型的锂二次电撑，可能会出现气胀，电池发热会加剧自身形变，导池，外包装采用多层塑料复合薄膜，具有安全性能致电池性能与循环寿命下降，影响电池组的一致好、质量轻、能量密度高、外形设计灵活等特点，软性，同时也存在安全隐患。包装锂离子电池作为储能单元不仅应用于电动车为保障软包

6、装电池的高性能、长寿命及高安全等高功率需求领域，也被应用于电力等高能量需求性，需从电池散热入手，提高电池组内的散热效率，领域。降低电池组温度并减小电池组内各单体电池的温在应用过程中，软包装电池会发热，如果不能差。本文针对软包装锂离子电池特点，通过计算流及时有效的散热，可能导致热失控。电池的副体动力学(CFD)模拟仿真技术，设计散热片，同时反应会产生气体，由于软包装电池本身没有外部支采用散热片与空气冷却相结合的形式进行成组热收稿日期：2014—03—30基金项目：国家863计划项目(2014AA052301)。作者简介：王丽娜(1980一)，女，工学硕士，工程师，研究方向为电网储能与能

7、量转换技术。通信作者：杨凯，E-mail：yangkai@epri．sgcc．tom．cn。第31卷第3期王丽娜，等：软包装电池成组热结构设计差为2℃，满足设计要求。mentandfuture[J]．EnergyandEnvironmentalScience，2011，4(3)：805—817[5]WuM，WangY，WanC，eta1．Heatdissipationdesign4结论forlithium—ionbatteries[J]．Journalof