微通道-PCM混合热管理模块

2C温升降5.6K

与纯液冷相比，增设相变材料板可同时降低最高温度、温差和功耗，并在冷却失效时提供紧急热缓冲。

Mousavi, Sepehr · Zadehkabir, Amirhosein · Siavashi, Majid · 杨肖虎

Applied Energy 2023

具体参数

最高温度降低值

{'zh': '5.6', 'en': '5.6'} K

最高温度降低值

{'zh': '16.2', 'en': '16.2'} K

温差降低比例

{'zh': '33', 'en': '33'} %

单电池功耗

{'zh': '1.187', 'en': '1.187'} mW

单电池功耗

{'zh': '0.0375', 'en': '0.0375'} mW

达到临界温度时间延长比例

{'zh': '38', 'en': '38'} %

达到临界温度时间延长比例

{'zh': '105', 'en': '105'} %

技术优势

峰值温度更低

与无PCM板相比，三块PCM板使电池最高温度在2C和3C放电时分别降低5.6 K和16.2 K，因为PCM在放电过程中吸收大量潜热。

温差更小

加入三块PCM板后，3C放电时电池模块内的温度差降低高达33%，改善了电芯间的温度均匀性。

功耗大幅下降

3C放电时，同时使用三块PCM板并降低冷却液入口流速，可将单电池功耗从1.187 mW降至0.0375 mW，降幅68%，因为PCM分担了部分热负荷。

冷却失效时撑得更久

当主动冷却失效时，PCM板作为紧急热缓冲，将电池达到临界温度的时间分别延长38%和105%（使用1块和3块PCM板）。

应用场景

• 动力电池热管理：用PCM板降低峰值温度和温差，减少液冷功耗。
• 锂离子电池包：改善电芯间温度均匀性，延长电池组寿命。
• 电动汽车电池系统：降低热管理功耗，提升整车能效和安全性。
• 电动飞行器动力电池：在冷却失效时提供紧急热缓冲，保障飞行安全。