1。2  锂电池热管理系统的研究

1。2。1  锂电池组热场分析的必要性

随着锂电池在电车上做能量源的普及趋势，其安全问题与使用机能是不可忽略 的方面。例如，当汽车在路面上行驶时，锂离子电池进行电化学反应，提供能量并 且释放出热量，如果锂离子电池的生热速率大于其散热速率，电池内温度就会升高。 当温度超过一定的允许范围时，会造成无法挽回的后果：（1）参与电池内部化学反 应的物质，其温度达到着火点就会自燃；（2）锂离子电池是一个外壳包裹的封闭体， 当内部温度上升时，反应速度就会加快，温度随之上升，不仅反应物气压快速上升， 活性物质还会分解，而活性物质和电解液的反应产生的部分气体，造成锂电池内部 压力增加以至于引发爆炸[3]。除此之外，电池的发热，电池组的内部热量会产生累 积，这样会使得导致电池的一致性下降，电池芯部产生膨胀，影响锂电池成组后各 个锂电池单体的一致性和均衡特性。

而本文研究的的磷酸铁锂电池，虽然它的工作温度范围较广（-20℃~60℃）但 是多个锂电池单体组合封装之后，我们应该考虑在高倍率工作的情况下局部温升是 否在合理的工作范围内，以及整体模组的温差大小等问题。因此，我们应该对电池 模组建立热场分析，对其充放电过程中的实时变化进行了解，从而指导我们进行电 池模组散热系统的设计，提高整体模组的均热性能和散热性能，实现电池的持续快速冷却。

1。2。2  锂电池各散热方式的国内外研究现状

1。3  平板热管散热技术

1。3。1  平板热管的介绍

近年来，科技的快速发展，高科技产业也应运而生，热管技术不断进步并在散 热领域广泛的普及。一般而言，传统热管由三个部分组成：腔体、毛细芯、工质。 传统热管的导热是在真空状态下，依靠工质的汽化与液化的循环转换实现的。热管 技术具有很多不可多得的优良特性：（1）很高的导热性；（2）热流密度可变性；(3) 热流方向的可逆性；（4）优良的等温性。由于如此众多的优点，传统的热管不再仅 限于传热方向被限定和外观形状为圆形，各种各样形状的热管被人们制造出来应用 于一些特殊的场合。

平板热管就是热管用于特殊场合的一种创新产品，因其板式结构而得名，其相 比较于传统热管的突出特点是在于它的结构有利于点热源进行热扩散，减小热流密 度，使热量更快的传导出去。随着平板热管技术的发展和电子设备散热问题的出现， 平板热管自然而然的被开发出来用于电子设备的散热问题。其工作原理如下图：外壳 毛细芯Q

图 1-3 平板热管工作原理图

平板热管内部的真空腔体被低沸点的工质填充，随着热源产生的热量传递到相 变发生区域，工质会产生液相气化反应，气态的工质吸收热量，体积会逐渐膨胀并 填充满整个腔体空间。气相的工质流动到冷凝区域后，气态工质产生凝结现象，变 成液态工质并释放热量。此时，液相工质在毛细芯的毛细吸附作用回流到相变发生 区域，提供液态工质供蒸发所用，这样就形成了一个完整的循环。

1。3。2  平板热管的国内外研究现状

目前，平板热管技术已经广泛应用到微电子冷却、医疗卫生事业 、航空航天 飞行器的热控制技术等领域。因打破了传统管式热管传热面积小，冷却面积不大的 局限，开拓了热管技术的应用领域，平板热管技术正在成为热门技术，吸引着国内 外专家的探讨和研发。