基于翅片强化传热PCM锂电池热管理研究

To overcome low thermal conductivity of PCM, an axial wavy fin is designed for lithium battery cooling. CFD simulation shows wavy fins reduce max temperature by 1.7°C vs trapezoidal fins. Optimal parameters: h=35 W/(m²·K), 8 fins, 15 mm extension—yielding Tmax=39.9°C and ΔT=4.0°C. System remains safe up to 30°C ambient.

为弥补相变材料PCM(phase change materials)低导热系数的不足,设计新型轴向延伸式波纹形翅片以提高锂电池散热性能,运用CFD仿真研究翅片类型、对流换热系数、翅片数量、翅片延伸长度以及环境温度对电池散热性能的影响.研究表明,添加翅片可提高锂电池散热性能.相比传统梯形翅片,波纹形翅片将电池最高温度进一步降低1.7 ℃;电池散热性能随换热系数、翅片数量以及翅片延伸长度的增加而增强,权衡散热模型冷却性能和重量,三参数的最佳取值分别为35 W/(m2·K)、8和15 mm,此工况下锂电池最高温度和温差分别为39.9 ℃和4.0 ℃.此外,当环境温度从25 ℃提高至30℃时,电池最高温度为46.0 ℃,仍保持在安全范围内,热管理系统展现良好的热稳定性.