【《锂电池散热器性能分析案例》4500字】

锂电池散热器性能分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u51221.1实验数据分析 1199741.1.1电池生热模型 1207331.1.2散热器散热分析 3303411.2误差分析 4302991.3实验结果与讨论 5293081.1.1自然对流 5256921.1.2无热管散热器强制散热阶段 741951.1.3有热管散热器强制散热阶段 8107551.1.4重复性实验 111.1实验数据分析1.1.1电池生热模型Φ=−ITⅆE−ITdEdTIE−VΦ=−0.042I+IQrQPQJQrQr=QQ1b.极化热：当锂离子电池正常工作时，电极因极化现象而生成的热量，理论上将其等效为极化内阻Rp产生的热量，计算公式为1.4：Qp=Ic.焦耳热：当电池工作时，内部存在一定的热阻，这部分由于电池内部热阻产生的热量就是焦耳热，其计算方法如式1.5所示。QJ=Id.副反应产热：电池在工作时，内部还会出现部分副反应，由于该部分的反应程度很小，可以忽略。综合上述分析，Stao得出了锂离子电池工作时的总产热计算式，如式1.6所示：Q=±3.73×10−2Q=±3.73×10−21.1.2散热器散热分析ThbTinTeR=Ths−ThsTR=Rhs+RhsRbRhp2Rhp=TTeTcPRfnRfn=Tq=Thb−ShpSfnQa=cma=ρcpJkg∙Kkgsρkgm3m1.2误差分析x1x2y=x1x2xnuy=i=11.3实验结果与讨论1.1.1自然对流图1.3散热器总热阻随时间的变化关系图图1.3表示散热器总热阻随时间的变化关系，可以看出，散热器水平放置时，各加热功率下的散热器总热阻明显小于垂直放置时散热器的总热阻。图1.4表示在P=50W时，散热器在水平与垂直两种状态下的启动性能曲线图。由图可知，散热器的启动性能会因为放置状态的不同而不同，两种状况下，水平放置下具有最佳的启动性能。因为水平放置导致散热器对流传热面积增大，热源热量可以及时传导出去，这种情况有利于冷凝液的及时回流，同时规避由于工质过多而堵塞气液流动通道的现象。然而，热管内部工质占据的空间较大，过量的冷凝液会导致热管处于非正常工作状态。这是因为过量的回流液增加了热管内部的气液流动阻力，降低了单位时间内工质的相变效率，从而延长了热管的启动时间。图1.4P=50W，散热器水平与垂直放置时的启动性能曲线图1.1.2无热管散热器强制散热阶段1.1.3有热管散热器强制散热阶段图1.9为风速在2~10m/s下散热器的总热阻随加热功率变化的关系图。在不同风速下，散热器的总热阻均会随着加热功率的增大呈显出先降低后增长的趋势，这主要是因为，低加热功率阶段的热源温度较低，并未使得热管完全启动，此时主要依靠热管自身导热，热阻较大；当加热功率增大时，热管正常启动，热管的传热主要依靠管内工质的汽液相变。加热功率越大，管内工质逐渐汽化完全，判断试验所给热量已经达到热管的传热极限，当继续增大功率时，热管不再工作，热阻更大。图1.9散热器的总热阻随加热功率变化的关系图散热器的总热阻取决于微热管的热阻，通过不同风速下四根热管的热阻对比图，可知微热管在该条件下的散热能力。图1.10为风速2m/s时四根热管的热阻随时间的变化关系图。四根热管按纵向放置，编号1、2、3、4，由图可知，在100~800W的范围内，四根热管的热阻存在一些差距，推测发生此状况的主要原因除实验误差带来的影响外，最有可能是重力的影响。热管在工作过程中，不同的放置位置会使得相同的热管展现出不同的传热特性。当热管的放置角度与工质回流方向一致时，重力的影响会有助于冷凝液体的回流。除此之