电池组内单电池的热边界与热均匀性简单案例
对于电池系统的开发，当多个电池单元组成电池组时，各个电池的热均匀性是一个非常重要的课题，这里的热均匀性指的是每个电池的运行表征温度一致性。倘若各个电池的热生成量是一致的，那么要保证电池单元温度均匀性的理想状态是各个电池的热边界是一致的。如下图所示，四个电池单列布置时，中间两个电池的热边界和旁边两个就不一致，前者的温度通常会高于后者，要付出不小的代价才能提升热均匀性；分两列布置时，每个电池的热边界都是一致的，各电池的温度做到一致就容易多了。今天，我们针对单列的布置做一个简单的演示，因为两列布置在结构上已经是对称的了，因此理论上各电池的运行表征温度是一样的，没必要计算。
建立如下的二维平面模型，三个电池单列布置，对于高温燃料电池而言，各电池的绝热很重要，这里假设每个电池尺寸300×200，各电池的绝热厚度都是100mm，电池的发热量100W，体积热密度为100/0.2/0.3=1666.67W/m3。另外，电池本体的导热系数按钢材的40W/m℃取值，绝热材料的导热系数0.03W/m℃。电池模块的外部边界为对流边界，对流传热系数10W/m2℃，环境温度26.85℃。
先看一下各电池的温度分布，显然，中间的电池温度高于两侧，这是不利的。 再看一下热流矢量（可在文末“阅读原文”查看热流矢量的设置方法），显然中间电池的热流矢量和两侧是不一样的，因此其温度也就难以达到一致。著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-07-05
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