相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展.docx

*相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展王彦红1 ，张成亮2 ，俞会根1 ，盛北京汽车新能源汽车有限公司，北京 102606;军1 ，宋佳1 ，曹艳军1( 1中国科学院化学研究所，北京 100190)2摘 要:面对全球能源短缺、环境污 染 等 问 题，电 动性有着重要影响。在动力电池热管 理 系 统 中，空 冷、液 冷、相 变 材 料 冷却是较为常用的 3 种冷却方式。其 中，前 两 种 是 主 动热管理，第三种是被动热管理。采用强制空气或液 冷最为常用，但该系统需要风机、泵、加热器等附件，这 使得结构庞大而复杂，同时也消耗电 池 能 量。丰 田 公 司的普锐斯( Prius) 混合动力汽车就是这样一个例子。 它装备了一套复杂的空气冷热管理系统，其目 的 是 抑 制热问题对电池的伤害，但是却利用了电池约 40% 的 能量1，2。由以上例子可以看到传统动力电池热管理方式存 在的不足之处: ( 1) 系统复杂且占用空间较大; ( 2) 电 池释放的热能未能回收利用，在损伤电池的同 时 未 能 达到节能减排的效果，没能达到能量 的 合 理 利 用。因 此，传统的热管理方式在能量的合理利用以及 在 车 辆 小型化方面都存在局限性。寻找更为完善的热管理系 统则成为电动汽车发展的重要组成部分。相变材料 ( phase change materials) 是 一 种 能 够 吸 收和释放相变潜热的材料，在能量存储方面有 重 要 的应用。近年来，相变材料用于动力电池热管理系统日 益受到科学界和工业界的重视，相关研究报道 和 专 利 日益增多3，4，并已有公司推出了商业化产品。现在， 相变材料吸热已经成为动力电池热管理中的一种重要 模式。本文主要介绍了近些年来国内外在相变材料用 于动力电池热管理方面的研究进展，并展望了 该 领 域 未来的发展趋势。汽车成为一种重要的替代交通工具。近 两 年，国 内 出现了多起电动汽车自燃事故，这引起人们对电 动 汽 车 安全性的高度关注。事故调查结果表 明，多 数 事 故 的 原因与电池安全性相关，而电池的热管理方式 又 对 电 池的安全性有至关重要的影响。相变材料用于动力电 池热管理系统是一个新兴的发展方向，与传统空冷、液 冷等方式相比，具有高效、节能、温度波动小、防止热逃 逸等优点，但其低导热性能和难以与其它材料 复 合 这 两个缺点一直制约其实现真正应用。介绍和分析了近 年来相变材 料 在动力电池热管理方面的应用研究进 展，特别介绍了高导热相变材料的研究进展及 其 实 际 应用效果，并对未来该领域的发展方向进行了展望。关键词:相变材料; 电动汽车; 动力电池; 热管理中图分类号:文献标识码: ATM911DOI: 10 3969 / j issn 1001-9731 2013 22 0011引言电动汽车由于其零污染、零排放、能量利用率高等优点而成为当今汽车行业的研究热点。面对当今油价 一路走高的局势，众多国内外汽车厂 商，如 比 亚 迪、奇 瑞、本田、日产等都开始将研究重心转向电动汽车。如 今，越来越多的电动汽车相继问世，并投入使用。由于 电动汽车是一个新生事物，在刚刚投入使用的 过 程 中 出现了一些问题，比如最近在上海、杭 州、乌 鲁 木 齐 出 现的一系列电动汽车自燃事故。事故 调 查 表 明，电 动 汽车出现上述问题，与电池的热管理不当有着 直 接 关 系。研究表 明，温度对电池的性能 有着重要的影响。 首先，电池的充放电反应是在一定温度范围内发生的，较适宜的温度是10 50 ，高于或者低于这个范围，电池都很难工作或者工作效率降低; 其次，由于化学反应伴随着热反应，实际电池内部的温度并不等 于 环 境 温度，这种温度差对电池有重要影响。如 处 于 高 温 下 的电极片容易受损，导致电池过充，严重影响电池的性 能和使用寿命，表现为可充入的电量越来越少，发热越 来越严重。严重时导致电池软鼓、起火等事故。所以， 对电池进行热管理以改善散热效果对电池的使用安全22 1相变材料分类及性能所谓相变，即相态 的 转 变。相变过程中存在能量 变化，这种相变过程中存在的吸收或释放的热 量 即 称为相变潜热，值得注意的是，相变时的温度始终保持不 变。可以利用相变过程的这种特性来存储 / 释放能量， 实现能量的有效管理5。广义上，所有能够进行相态转变的物质都可以作 为相变材料。目前，常用的相变材料有石蜡、水 合 盐、 脂肪酸等，下面逐一进行介绍。基金项目: 中科院知识创新工程重要方向资助项目( KGCX2-YW-236)*收到初稿日期: 2013-01-13收到修改稿日期: 2013-04-30通讯作者: 王彦红，张成亮作者简介: 王彦红 ( 1982) ，女，河北保定人，工程师，博士，从事电池相关材料研究。 3214 2013 年第 22 期( 44) 卷石蜡( paraffin wax) 是一种比较常用的相变材料，具有储热 密 度 高 ( 约 200kJ / kg) 、相 变 温 度 范 围 广、过冷程度小、无相分离等优点6。但是，石蜡有一个致命的缺点: 导热能力差( 导热系数约 0 2W / ( mK) ) ，这极大地限制了其应用7。为解决此问题，目前主 要 有两种途径: ( 1) 添加高导热材料，如金属填料; ( 2 ) 微胶囊化，增加比表面积，提高传热效率。下文将详细介绍。水合盐( hydrated salt) 也是一种重要的相变材料， 相比于 石 蜡，其 相 变 潜 热 更 大 ( 一 般 都 大 于 200kJ / kg) ，导热性能也更好 ( 约 0 5W / ( mK) ) ，并 且 价 格 低 廉。早 在 1952 年，研究表明结晶 硫 酸 钠 ( Na2 SO4H2 O) 在 32 4 时的相变潜热高达 254kJ / kg，自此，这种材料被广泛用于热能存储8。但是，水合盐这 种 材料也有明显的缺点: ( 1) 过冷现象明显; ( 2) 多次循环后易发生相分离。虽然有研究表明，通过添加成核剂 和增稠剂可以改善这两个问题，但同时又带来 其 它 问 题，如储能密度降低、结晶速率降低等9，10。脂肪酸，如月桂酸、硬脂酸等各种多元烷酸，是 另一种重要 的有机相变材料，其相变温度一般在 30 胀石墨，因为毛细作用力的存在，石蜡将被吸入层与层之间的空隙里，形成石蜡 / 石墨复合相变材料。这种插 层结构能够在保证石蜡高载入量的同时 ( 可 达 90%( 质量分数) 以上) ，实现复合物导热系数的大幅增加。有研究表明，复合物的导热系数可由纯石蜡的 0 24 提 高到 70W / ( mK) 15。此 外，这 种 石 蜡 / 石 墨 复 合 物 还易于成型加工，图 1 显示的是德国 ZAE Bayern 公司 制得的同类产 品，其 石 蜡 含 量 为 80% 85% ( 体 积 分 数) ，导热系数大约在 20 30W / ( mK) 16。图 1石蜡 / 石墨复合相变材料16Fig 1 The Paraffin / graphite composite phase change mate-rials162 2 3 微胶囊法微胶囊法是目前最为有效的小尺度封装方法，其最大特点是 可 以实现在微米乃至纳米尺度的材料封 装，得到核壳结构的颗粒，从而大大增加了被封装物质 的比表面积。另外，还可以实现被封装物质的固定化，减少体积变化对材料性能 的 影 响。如 石 蜡 在 液 / 固 转变过程中会有体积的变化，这在使用中会带来 很 多 麻65 ，相变潜热比石蜡稍 低，大 约 在 153 182kJ /kg11。此外，各种不同组成脂肪酸的混合物也可用作相变材料，如 Dimaano 等研究发现癸酸和十二酸的混合物其相 变 点 约 在 14 ，相变潜热根据两者比例不 同，在 113 133kJ / kg 范围内可调，这种混合物可用于低温热能存储12。由上述介绍可知，这 3 种相变材料各自有其优缺 点。相对于动力电池的热管理，水合盐虽然相变潜热 大，但密度高、多次循环后易失效，而脂肪酸的相变温 度不适宜，并且其对设备材质的要求比较高，石蜡虽然 导热系数比较低，但相变温度合适，相 变 潜 热 大，价 廉 耐用，因此是最为适宜的材料。17-19。烦，而经过微胶囊化则能消除这种影响微 胶 囊壳层材料的组成和结构对最终材料的性能有重要的影响，如果选择高导热壳层材料，就能极大地提高相变微 胶囊的导热性能，如果壳层具有复杂结构，就能进一步20增大材料的比表面积。2 2石蜡的局限及提高虽然石蜡适合用于动力电 池 热 管 理，但 其 过 低 的除了以上 3 种方法之外，还有添加碳纤维、泡沫铝21复合等导热增强方法。导热系数还是直接影响了其应用效果。研究发现，64#石蜡液态时( 63 5 ) 的导热系数仅有 0 167W / ( mK) ，固 态 时 ( 33 6 ) 虽 然 比 液 态 时 要 高，达 到0 346W / ( mK) ，但 仍 然 很 低7。为了提高石蜡的 导热能力，目前常用的方法有以下几种。2 2 1 翅片管法这是一种最早也是最直接 的 增 强 方 法，其 基 本 思路是将散热器中最常用的翅片管加入相变材 料 中，从 而增大换热面积。这方面的研究主要集中在各种不同 结构 的 翅 片 管 对相变材料的传热性能增强的影 响13，14。2 2 2 熔融插层法这是目前最常用的一种方 法，其基本思路是将石 蜡加热到熔点以上形成液态，然后加入片层材料，如膨33 1相变材料在电池热管理中的应用应用模式如图 2 所示，相变材料在电池包中的应用主要有 两种模式: ( a) 电池单元直接置于相变材料中; ( b) 相变材料将电池单 元 夹 在 中 间，形成三明治结构。( a)结构简单、易 操 作，是目前的主要应用模式; ( b) 虽 然换热效率高，但结构复杂，对工艺要求较高。3 2设计依据相变材料 的 用 量 非 常 重 要，太 少，石 蜡 会 全 部 融化，电池继续产生的热量不仅不能被吸收，并且因为液态石蜡的保温作用，热量也不能很快释放到外环境，从 而导致危险程度的加剧。太多，控温效果虽然好，但电 池的质量和成本都增加太多。因此，在使用前，必须对王彦红 等: 相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展3215相变材料的用量进行科学的计算。图 3AllCell 公司相变材料热管理产品Fig 3 AllCells PCM / graphite composite materials在初期的工 作 中，Al-Hallaj 等主要是利用理论模 拟方法对使用相变材料热管理的锂电池包进行了热力学行为计算。2004 年，他们设计了一种使用熔点在 41 44 的石蜡作为相变材料对由 9 个 18650 锂电池组成的电池模块进行热管理的模型进行了模拟 计 算，结果显示，这是一种非常有效的热管理模式，能够有效降 低在放电时电池包内的温度升高，并且电池包 内 的 温度分布更加均匀1。2005 年，为了 解 决相变材料导热系数低的问题， Al-Hallaj 等对使用熔融插层法制备 的 石 蜡 / 石 墨 复 合 物高导热相变材料用于由 6 个 18650 型锂电池组成的 电池包热管理中的应用效果进行了理论模拟，结 果 显示，在保证电池安全工作的前提下，使用高导热相变材 料比使用普通石蜡所需的量少很多，这将有助 于 减 少图 2相变材料在电池包中的应用模式Fig 2 Battery module with phase change materials如果假设电池产生的所有热量都能被相变材料吸收，那么可得到以下等式1，22，23:电池产生的热量 相变材料吸收的显热 + 相变材料吸收的潜热。上述等式由数学公式表达，即:=Qdisch = MPCM Cp( Tm Ti ) +MPCM H公式变形，即可得:( 2)QdisMPCM = C ( T( 3)m T ) +Hpi27电池包质量和尺寸 。此后，他们又在实验室对 4 种热管理模式的锂电池包热 力学行为进行实测，4 种 模式分别是: ( 1 ) 自 然 对 流 冷 却; ( 2 ) 泡 沫 铝 冷 却; ( 3 )相变材料( 石蜡) 冷却; ( 4 ) 泡沫铝吸附了相变材料的复合物冷却( 图 4( a) ) 。结果显示，第 4 种模式的热管理效果 最 好，即 温 升 较 小，且温度分布均匀 ( 图 4式中，Qdisch 为电池放出的热量，MPCM 为 需 要 的 相变材料质量，H 为相变材料的相变潜热，Cp 为 相 变 材料的比热容，Tm 为熔点温度，Ti 为初始温度。3 3国外研究进展相变材料用于电池热管理的研究起步较晚，直 到2000 年，美国伊利诺伊理工学院的 Al-Hallaj 等才首次将相变材料用于锂离子电池热管理。研 究 结 果 显 示，在不同放电速率条件下，使用相变材料控温的 电 池 模 块内的温度都比不用相变材料的电池模块温度更加均 匀。这篇文章的重要意义在于首次指出相变材料用于电池热管理的两大优势: ( 1 ) 能使电池的工作环境温度更加均匀和适宜，这有助于提高电池效率、延长电池寿命; ( 2) 相变材料可以吸收电池放电时产生的热量，并在电池充电时提供所需热量，从而在无需其 它 辅 助设备的情况下，最大程度地实现能量循环使用，这个特 点对在寒冷地区或太空中使用的电动车非常重要24。 此后，Al-Hallaj 和 Selman 等在此领域又开展了一 系列工作，从相变材料的高导热性研究到电池 系 统 设 计25，从电池热管理系统设计到建立电池温度测量方 法26。另外，他 们 还 基于这些工作创建了 AllCell 公司，并已推出商业化产品( 见图 3) 。28( b) )。2006 年，Al-Hallaj 等又研究了用熔融 插 层 法 制 备的石蜡 / 石墨复合物在不同挤压成型条件下对导热系 数的影响。如图 5 所示有两种挤压方式: ( a) 平 行 于热流方向挤压; ( b) 垂直于热流方向挤压。测 试 结 果表明，根据石蜡和石墨质量分数不同，平行方式挤压的样品导热系数比纯石蜡( 0 2W / ( mK) ) 增加 20 6029。倍，而垂直方式增加 30 130 倍2008 年，Al-Hallaj 等在理论模拟和实 际 测 试 两 方面比较了风扇空冷和使用石蜡 / 石墨复合物相变材料 两种热管理模式在高功率锂电池包中的应用 效 果，无论是模拟还是实测结果都显示，在高放电速率 和 高 操 作环境温度( 40 45 ) 条件下，空冷模式在不增加风 扇功率时不能保证电池具有正常的工作温度，而 相 变 材料热管理模式则能够保证30。同年，他们还研究了 在大放电 电 流 ( 2 08C) 和 高 环 境 温 度 ( 45 ) 的 条 件 下，这种石蜡 / 石墨复合物相变材料在高功率锂电池包 中对温度控制的效果。结果显示，相比于无热管理的 电池包，其在大放电电流情况下是安全的，并且容量衰 3216 2013 年第 22 期( 44) 卷退速率也减慢一半。此外，这种使用相变材料的电池 包内部的电池单元可以排列更加紧密，从而减 小 了 电 池包尺寸，也减轻了质量，这对更大功率电池的应用非常重要31。及所有模块中的电池单元。而使用相变材料热管理 时，短路所形成的大量的热将很快被吸收，不会传播到 其它电池单元，120s 后，模块温度恢复正常。这项研究 表明相变材料热管理系统对热逃逸问题有很好的解决 效果32。石墨用来提高石蜡的导热性能已经被证明是有效 的，但除了导热性能，石蜡 / 石墨复合物的热机械性能 也是很重要的，它直接决定实际工作状态时的 材 料 稳 定性。在 2010 年的一篇报道中，Alrashdan 等对这方面 进行了系统研究。他们分别 测 试 了 石 蜡 / 膨 胀 石 墨 复 合物在 室 温 和 45 时 的 拉 伸 强 度、压 缩 强 度、爆 破 强 度。结果显示，随着复合物中石蜡比例的增加，室温条 件下，拉伸、压缩和爆破强度都随之增加，而在 45 条 件下，石蜡的增加对拉伸和压缩强度影响不大，而爆破 强度则随之降低33。此外，最近的相关的研究还有 Dincer 等研究了电 池外相变材料壳体结构对传热的影响。他们设计了两种壳体结构: 一种是单层壳体; 一种是 双 层 壳 体，并 分 别研究了 4 种相变材料在其中的热力学行为。结果表 明双层壳体的火用效率要普遍高于单层壳体34。3 4国内研究进展国内该领域的研究相对较 少，目前代表性的工作 有:2005 年，比亚 迪 公司较早申请了相关专利，提 出一种制备具有温度调节功能的电池包的方法，其 使 用的相变材料主要是相变温度约 60 左右的矿物蜡，此外还有多元醇等有机物，但并未添加高导热材料35。2006 年，台湾有量科技股份有限公司在大陆申请了一种具有吸热体的电池装置的专利。吸热体实际就是相变材料的封装体。有两块这样的吸热体夹着电池 单元安装在壳体内，从而实现对电池 的 散 热 作 用。这 里使用的相变材料是硅酸钠、硼砂、硫酸钠、石蜡等，虽 然加入了水合盐，但仍然没有使用高导热材料36。为了提高相变材料的导热 性 能，广东工业大学的 张国庆等将石蜡与石墨在一定配比下混合，开 展 了 动 力型镍氢电池组散热的实验。通过测定电池在不同电 流下放电过程中的温度变化，研究和比较了分 别 采 用 相变冷却技术与空气换热冷却技术的电池散 热 效 果。实验结果表明，在 1C 放电倍率下，采用相变材料冷却相对于空气自然和强制对流冷却，电池温升分 别 降 低14 18 以及 9 14 。石蜡与石墨质量配比在 4 1时，电池组冷却效果达到最佳。相变材料填充的电池 经过充放电循环后，电池性能没有显著劣化37-40。双登公司也基于相似的思 路，申请了一种在锂电 池内部空隙处填充相变材料的散热方法的专利。为提高导热性能，有机相变材料( 石蜡或硬脂酸单甘油脂)中添加了金属铝和碳材料。采用此方法比风冷散热方 式，降低电池温升 20 以上41。最近，华南理工大学的汪双凤等将相关研究推向 深入42，43，他们用自己设计的分析系统 ( 图 6 ) 研究了( a)图 4用吸附相变材料的泡沫铝进行热管理的锂电池模块;( b)各种热管理模式在不同的放电速率下电池模块内的温度升高图28Fig 4 ( a) Li-ion battery module surrounded by Al-foam， filled with phase change material; ( b) experimen- tal results of Li-ion battery module using different heat dissipation systems during discharge cycle28图 5石蜡 / 石墨复合物不同挤压方式示意图29Fig 5 Schematic of compaction methods292009 年，Al-Hallaj 等 研 究 了 石 蜡 / 石 墨 复 合 物 相变材料对高功率锂电池在苛刻条件下的热管 理 效 果。所研究的电池包由 67 个电池模块组成，每个电池模块 又由 20 个 18650 锂电池单元构成。实验结果表明，相 比于空冷 模 式，这 种 石 蜡 / 石 墨 复 合 物具有高导热特 性，能够更快地吸收热，并能使电池单元的温度更均 匀。另外，他们还研究了在某一电池单元突发短路故 障时，因为热逃逸的原因，空冷模式下，1800s 后，将波王彦红 等: 相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展3217相变材料和电池之间的导热性能对锂离子电池的性能影响。研究结果显示，电池热阻的不同将必然导致电 池之间的温差，因此提高相变材料的导热性能 以 及 降低相变温度( 如低于 45 ) 将有助于增强热传递，各电池单元之间的温差也将大幅减少42。5Farid M M，Khudhair A M，azack S A K，et al A reviewon phase change energy storage: materials and applicationsJ Energy Convers Manage，2004，45 ( 9-10 ) : 1597-1615Abhat A Low temperature latent heat thermal energy stor-age: heat storage materialsJ Sol Energy，1983，30( 4) :313-332Lane G A Low temperature heat storage with phase changematerials J International Journal of Ambient Energy，1980，1( 3) : 155-168Telkes M Nucleation of supersaturated inorganic salt solu-tionsJ Ind Eng Chem，1952，44( 6) : 1308-1310Biswas D P Thermal energy storage using sodium sulfatedecahydrate and water J Sol Energy，1977，19 ( 1 ) : 99-100Farid M M，Khalaf A N Performance of direct contact la-tent heat storage units with two hydrated saltsJ Sol En-ergy，1994，52( 2) : 179-189Feldman D，Shapiro M M，Banu D，et al Fatty acids andtheir mixtures as phase-change materials for thermal energystorageJ Sol Energy Mater，1989，18( 3-4) : 201-216Dimaano M N ，Escoto A D Preliminary assessment of amixture of capric and lauric acid for low temperature ther-mal energy storageJ Energy，1998，23( 5) : 421-427Morcos V H Investigation of a latent heat thermal energystorage systemJ Solar Wind Technol，1990，7 ( 2-3) :197-202Zhang Y W，Faghri Heat A Faghri Heat transfer enhance-ment in latent heat thermal energy storage system by usingan external radial finned tubeJ J Enhanc Heat Transf，1996，3( 2) : 119-127Py X，Olives ，Mauran S Paraffin / porous-graphite-ma-trix composite as a high and constant power thermal storagematerialJ Int J Heat Mass Transfer，2001，44 ( 14 ) :2727-2737Mehling H Latent heat storage with a PCM-graphite com-posite material: experimental results from the first test storeC Stockholm: IEA，ECES IA annex 10，Phase ChangeMaterials and Chemical eactions for Thermal Energy Stor-age，2000 1-9Jin Z G，Wang Y D，Liu J G，et al Synthesis and proper-ties of paraffin capsules as phase change materialsJ Pol-ymer，2008，49( 12) : 2903-2910Mao Huajun，Yan Hua，Xie Jiaqing eview of mcroencap-sulated phase change materials J Journal of FunctionalMaterials，2006，37( 7) : 1022-1026Zhou jianwei，Yu dongmei，Zhao yunhui，et al Organicalkane phase change materials and their microencapsulationJ Progress in Chemistry，2011，( 4) : 695-703王彦红，杨振忠，张成亮 一种复杂结构的相变微胶囊及其制备方法P 中国: 201110050065 3，2011Fukai J，Kanou M，Kodama Y，et al Thermal conductivityenhancement of energy storage media using carbon fibersJ Energy Convers Manage，2000，41( 14) : 1543-1556Selman J ，Al-Hallaj S，Uchida I，et al Cooperative re-search on safety fundamentals of lithium batteriesJ JPower Sources，2001，97-98: 726-732Al-Hallaj S，Maleki H，Hong J S，et al Thermal modelingand design considerations of lithium-ion batteriesJ JPower Sources，1999，83( 1-2) : 1-8Al-Hallaj S，Selman J A novel thermal management sys-tem for electric vehicle batteries using phase-change materi-alJ J Electrochem Soc，2000，147( 9) : 3231-3236Khateeb S A，Farid M M，Selman J ，et al Mechanical-67891011图 6相变材料电池热管理模型和数据采集系统42Fig 6 Physicaltem42modelandthedataacquisitionsys-124结语13相变材料应用于动力电池热管理系统是一个全新的研究领域，相关国内外研究报道较 少。从 前 期 研 究 结果可知，相比于传统空冷或液冷，使用相变材料特别 是高导热相变材料的热管理系统具有散热效 果 好、电 池包内温度波动小且分布均匀、节能、结 构 简 单、可 反复循环使用、维护成本低等优点。其缺点主要是导热 系数小和液-固转变时的体积变化。为此，目前研究方 向主要集中在两方面: ( 1) 相变材料性能的提高，如很 多研究报道都指出石蜡 / 石墨复合物具有很高的导热 系数，体积变化的问题，也有人提出使用微胶囊技术来 解决44，45，因此具有高导热性能的相变微胶囊材料用 于锂电池热管理将是未来一个重要研究方向; ( 2 ) 相 变材料用于大功率电池热管理的研究。目前更多的研 究还限于小功率电池，只能用于电动滑板车等 小 功 率电动车辆，因此，下一步研究的重点将主要是相变材料 热管理系统在大功率电池中的应用研究。141516171819参考文献:201Khateeb S A，Farid M M，Selman J ，et alDesign andsimulation of a lithium-ion battery with a phase change mate-rial thermal management system for an electric scooterJ JPower Sources，2004，128( 2) : 292-307Zhang guoqing，Zhang haiyan Progress in application ofphase change materials in battery module thermal manage-ment systemJ Material eviews，2006，20( 8) : 9-12Al-Hallaj S，Selman J Thermal modeling of secondarylithium batteries for electric vehicle / hybrid electric vehicleapplicationsJ J Power Sources，2002，110 ( 2 ) : 341-348Yu Xin，Hu Xiaofeng，Huang Zhanhua esearch progressin organic / composite phase change materials for energy stor-ageJ Journal of Functional Materials，2012，43( s1) : 16-212122232342425 3218 2013 年第 22 期( 44) 卷electrochemical modeling of Li-ion battery designed for anelectric scooterJ J Power Sources，2006，158( 1) : 673-678Hallaj S A，Prakash J，Selman J Characterization ofcommercial Li-ion batteries using electrochemical ealorimet-ric measurementsJ Journal of Power Sources，2000，87( 1-2) : 186-194Mills A，Al-Hallaj S Simulation of passive thermal man-34amandi M Y，Dincer I，Naterer G F Heat transfer andthermal management of electric vehicle batteries with phasechange materialsJ Heat Mass Transfer，2011，47 ( 7 ) :777-788周 文 会 具有温度调节功能的电池 包P 中 国:200510073005 8，2005程 敬 义 具 有 吸 热 体 的 电 池 装 置 P 中 国:200620013043 4，2006Zhangguoqing，ao zhonghao，Wu zhongjie，et al Experi-mental investigation on the heat dissipation effect of powerbattery pack cooled with phase change materials JChemical Industry and Engineering Progress，2009， 28( 1) : 23-27饶中浩，吴忠杰，张国庆 带有相变材料冷却系统的动力电池装置P 中国: 200910039125 4，2009饶中浩，吴忠杰，张国庆 一种带有相变材料冷却系统的动力电池装置P 中国: 200920055746 7，2009Zhang Guoqing，ao ZhonghaoP CN: 2009100411154，2009陈冰花，佘沛亮，许 谦 一种动力锂电散热方法P中国: 200910184584 1，2009ao Z H，Wang S F，Zhang G Q Simulation and experi-ment of thermal energy management with phase change ma-terial for ageing LiFePO4 power batteryJ Energy ConversManage，2011，52( 12) : 3408-3414ao Z H，Wang S F，Zhang Y L Simulation of heat dissi-pation with phase change material for cylindrical power bat-teryJ Journal of Energy Inst，2012，85( 1) : 38-43崔丞悙，朴洪奎 内部构造中含有容纳相变材料的胶囊的电池系统P 中国: 200580026484 6，2005Sabbah ，Farid M M，Al-Hallaj S Micro-channel heat26353627agement system for lithium-ion battery packs Jof Power Sources 2005，141( 2) : 307-315Journal3728Khateeb S A，Amiruddin S，Farid M，et alThermal man-agement of Li-ion battery with phase change material for e-lectric scooters: experimental validation JPower Sources，2005，142( 1-2) : 345-353Journalof3829Mills A，Farid M，Selman J ，et al Thermal conductivityenhancement of phase change materials using a graphite ma-trixJ Appl Therm Eng，2006，26( 14-15) : 1652-1661Sabbah ，Kizilel ，Selman J ，et al Active ( air-cooled) vs passive ( phase change material) thermal man-agement of high power lithium-ion packs: limitation of tem-perature rise and uniformity of temperature distributionJJournal of Power Sources，2008，182( 2) : 630-638Kizilel ，Lateef A，Sabbah ，et al Passive control oftemperature excursion and uniformity in high-energy Li-ionbattery packs at high current and ambient temperatureJJournal of Power Sources，2008，183( 1) : 370-375Kizilel ，Sabbah ，Selman J ，et al An alternativecooling system to enhance the safety of Li-ion battery packsJ Journal of Power Sources，2009，194 ( 2 ) : 1105-111239304041423143324433 Alrashdan A，Mayyas A T，Al-Hallaj S Thermo-mechanicalbehaviors of the expanded graphite-phase change materialmatrix used for thermal management of Li-ion battery packJ Journal of Mater Process Technol，2010，210 ( 1 ) :174-179The progress of phase change45sink with slurrychange material:of water with micro-encapsulated phase3D-mumerical study J Appl ThermEng，2008，29( 2-3) : 445-454materials applied in batterythermal managementWANG Yan-hong1 ，ZHANG Cheng-liang2 ，YU Hui-gen1 ，SHEN