大功率锂离子动力电池热管理的基础研究
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查看详情介绍：贾力，北京交通大学机电学院动力系教授、博士生导师，主要研究方向为电子系统与储能装置热管理、机电设备与装置传热理论技术、先进能源利用技术，从事热能工程领域的教学与科研工作。
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核心问题
大功率锂离子动力电池在充放电过程中会产生大量的热量，若不能有效管理，会导致电池温度过高、温度分布不均等问题，进而影响电池的性能、寿命及安全性，成为制约电动汽车及储能系统发展的关键技术瓶颈。
解决方案
该成果通过建立多物理场驱动输运特性分析模型，深入揭示了电-热-质多过程、跨尺度耦合输运规律。基于宏观-微观跨尺度复合结构固液相变原理，提出了固液相变传热介质的电池热管理新方法，并揭示了固液相变复合介质的蓄热机理。同时，创新性地提出了基于常压低沸点工质流动相变换热的电池间冷却模式，实现了对电池热管理系统的精准控制。
竞争优势
该成果具有显著的原创性和创新性，为大功率动力电池热管理提供了全新的技术路径。所发展的模型、方法以及主要结果作为相关领域的重要研究基础，被广泛引用，极大促进了工程热物理学科和新能源学科的发展。此外，该技术成果有望显著提升大功率动力电池热管理系统的冷却性能和温度均匀性，延长电池使用寿命，提高电动汽车及储能系统的安全性和可靠性，具有广阔的应用前景和显著的经济效益。
成果公开日期
20220426
所属产业领域
电力、热力、燃气及水生产和供应业
成果类型
基础理论
成果体现形式
论文
项目名称
锂离子动力电池电热耦合特性理论与实验研究
项目课题来源
国家科技计划
研究形式
独立研究
摘要
针对动力电池充放电过程涉及的多尺度、多相和多场耦合热质输运过程，建立多物理场驱动输运特性分析模型，揭示电-热-质多过程、跨尺度耦合输运规律；发现外部运行特征对电极层内微观传递行为的影响，反向揭示宏观运行状态对电池内部电化学反应以及热质传递过程的作用机制；基于宏观-微观跨尺度复合结构固液相变，提出固液相变传热介质的电池热管理新方法，揭示固液相变复合介质的蓄热机理，提出基于常压低沸点工质流动相变换热的电池间冷却模式。这些都是具有原创性的研究成果。该项目所发表的5篇代表性论文得到了国际和国内数百位同行的广泛关注和认可，其中1篇代表性论文长期入选ESI论文。项目发展的模型、方法以及主要结果作为相关领域的重要研究基础被广泛引用。项目成果极大促进了工程热物理学科和新能源学科发展，为实现大功率动力电池热管理系统冷却性能的强化以及温度均匀性的提升奠定了科学基础，推动了大功率动力电池热管理系统冷却技术的应用。
