锂离子电池组聚类筛选低温混合预热系统建模与热分析

低温导致锂离子动力电池性能衰减加速、寿命缩减、形成锂枝晶,甚至造成内短路等严重问题,因此预热已经成为电动汽车在低温地区应用的关键问题。此外,电池单体间一致性对电池组整体性能及老化有重大影响。采用聚类分析对锂离子电池单体进行筛选成组,并提出一种附有PTC加热膜和液冷板的混合电池热管理系统,通过计算流体力学建模和数值计算对此系统在-40℃环境下的预热效率进行分析。结果表明:对初始方案进行优化后,经过695 s预热电池组最低温度可加热至0℃以上;此外,与纯PTC加热方法相比,电池组温度标准差可降低5.9℃。因此,此系统可在无过多功耗增长的前提下,短时间内高效地将电池组加热至工作状态,预热速度为3.56℃/min,且能提升温度均匀性。