有机相变材料强化及耦合优化电池热管理系统的研究进展

摘要

为满足电动汽车锂离子电池热管理需求,具有优良温控效果的相变材料(PCM)冷却逐渐成为研究热点。本文从有机PCM物性不足出发,概括了目前复合有机PCM的制备及改进方向:添加多维高导热材料(如碳材料、纳米金属、泡沫金属等)强化导热;添加共聚物(如聚乙烯、热塑性弹性体等)提高材料柔韧性和添加阻燃剂(如红磷、聚磷酸铵等)提高阻燃效果以改善其实用性。分别指出膨胀石墨、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯和复合使用红磷与聚磷酸铵对导热、柔性和阻燃的显著提升。同时描述了有机PCM与热管、液冷、空冷等散热方式耦合后系统强化换热的效果,总结耦合热管时需要考虑不同热管排布;耦合液冷或空冷需要设计合适流道增强换热。随后介绍了通过模拟仿真分析有机PCM用于电池热管理系统影响因素及最佳使用工况的研究。最后总结有机PCM用于电池热管理的进展及不足,其难点仍在于其可燃和导电性的改善以及柔性有机PCM在室温下柔韧性不足,有机PCM耦合传统散热系统的车载可靠性和循环可行性也缺乏相应探讨,并为今后有机PCM用于电池热管理提出一定建议。