熱管用于鋰離子電池組散熱性能的數(shù)值模擬研究

劉業(yè)鳳，夏鑫鑫，吳琪

（1.200093 上海市 上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院；2.200093 上海市 上海市動(dòng)力工程多相流動(dòng)與傳熱重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

0 引言

電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中，溫度對(duì)于動(dòng)力電池性能影響尤為顯著[1]，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響動(dòng)力電池運(yùn)行性能[2]。對(duì)于鋰電池，最佳的運(yùn)行溫度一般保持在25～50 ℃之間，溫差小于5 ℃[3]。李策園[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)電池容量影響巨大，溫度低于-30 ℃時(shí)，電池放電容量?jī)H為標(biāo)稱容量的30%；溫度高于20 ℃時(shí)，電池可放出容量可達(dá)到標(biāo)稱容量的95%以上。電池包熱量堆積也會(huì)影響電池使用壽命，根據(jù)Arrhenius 公式估算，溫度每上升1 ℃，電池的退化速率增加7%[5]。鋰離子電池在濫用的條件下，電池溫度可以達(dá)到700 ℃，導(dǎo)致電池著火甚至爆炸[6]。因此動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)（BTMS）的實(shí)驗(yàn)研究就顯得尤為重要。

近幾年新能源汽車飛速發(fā)展，電池技術(shù)不斷進(jìn)步，許多學(xué)者紛紛提出設(shè)想，將熱管技術(shù)應(yīng)用在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中，利用其獨(dú)特優(yōu)異的特性對(duì)電池組進(jìn)行降溫散熱。甘云華[7]等人利用液冷散熱結(jié)合熱管對(duì)圓柱形電池進(jìn)行散熱處理，首先建立熱物理模型對(duì)電池模塊表面溫度進(jìn)行模擬仿真，并搭建試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果顯示模擬仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比基本吻合，確認(rèn)了熱物理模型的正確性，為后續(xù)模擬實(shí)驗(yàn)提供了理論基礎(chǔ)；Wang Q[8]等人設(shè)計(jì)了L 型熱管，蒸發(fā)段打扁成扁平狀，夾在方形電池之間，冷凝段則利用液體進(jìn)行降溫冷卻散熱，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了電池模塊經(jīng)過(guò)1 800 s 的充放電循環(huán)之后，表面溫度依然可以保持在41 ℃以下；經(jīng)過(guò)14 h 的低溫環(huán)境后，熱管依然可以在短時(shí)間加熱電池至正常工作溫度；Qu J[9]等人則選擇3D 振蕩熱管用于電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，并且實(shí)驗(yàn)了不同角度對(duì)熱管散熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)不同角度會(huì)對(duì)表面熱阻產(chǎn)生不同的影響，但在振蕩熱管處于豎直放置的穩(wěn)定階段時(shí)具有更好的均溫性。

本文通過(guò)確定的單體電池?zé)嵛镄詤?shù)，建立單體電池的三維模型，導(dǎo)入ICEM 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent 模擬軟件，模擬在不同環(huán)境溫度和不同放電倍率下的單體電池生熱變化情況，并與實(shí)驗(yàn)所得的單體電池生熱結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證仿真模型的正確性。繼而建立相應(yīng)的電池結(jié)合熱管散熱模塊的三維模型，并使用模擬軟件對(duì)模塊進(jìn)行模擬，計(jì)算出環(huán)境溫度15℃、25℃、35℃，不同放電倍率，不同熱管長(zhǎng)度下，電池模塊的溫度變化情況。

1 單體電池?zé)嵛镄詫?shí)驗(yàn)

鋰離子電池的主要熱物性有內(nèi)阻特性以及溫升特性[10]，兩者對(duì)于電池性質(zhì)有較大的影響。通過(guò)測(cè)量電池內(nèi)阻以及溫升特性，研究分析可以得出電池的物理特性，幫助建立電池?zé)崮Ｐ?。由于近年?lái)用于電動(dòng)汽車的鋰離子電池類型逐步使用三元材料鋰離子電池進(jìn)行替代，因而本文的單體電池材料選用的是市售可獲取的三元鋰離子電池，對(duì)其進(jìn)行電池內(nèi)阻特性和溫升特性實(shí)驗(yàn)。

1.1 內(nèi)阻試驗(yàn)測(cè)試

本文中的單體電池為圓柱形21700 型三元鋰離子電池，具體電池規(guī)格參數(shù)見表1。

表1 21700 型三元鋰離子電池規(guī)格參數(shù)表Tab.1 Specifications of 21700 ternary lithium-ion battery

根據(jù)HPPC 內(nèi)阻測(cè)試原理，在15 ℃，25 ℃和35 ℃三個(gè)測(cè)試環(huán)境溫度下，以10 個(gè)不同SOC進(jìn)行脈沖測(cè)試，計(jì)算出每個(gè)SOC 下的內(nèi)阻值，并取每個(gè)溫度環(huán)境下的單體電池內(nèi)阻值。計(jì)算得出，單體21700 型電池15 ℃環(huán)境下，單體電池內(nèi)阻平均值為33 mΩ；25 ℃環(huán)境下，單體電池內(nèi)阻平均值為22 mΩ；35 ℃環(huán)境下，單體電池內(nèi)阻平均值為20 mΩ。

1.2 單體電池溫升實(shí)驗(yàn)

采用內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，在35 ℃環(huán)境溫度下，將電池充滿電，靜置一段時(shí)間，將熱電偶貼附在電池表面，并將電池單體與電子負(fù)載儀連接。設(shè)置電子負(fù)載儀的截止電壓為2.75 V，當(dāng)單體電池恒流放電至電壓為截止電壓時(shí)，自動(dòng)結(jié)束放電功能；設(shè)置電子負(fù)載儀以1C 放電電流進(jìn)行恒流放電，利用安捷倫采集電池表面溫度數(shù)據(jù)，待恒流放電結(jié)束后，保存溫度數(shù)據(jù)。調(diào)節(jié)放電電流大小，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行不同放電倍率下的電池恒流放電，并采集溫度數(shù)據(jù)。將溫升實(shí)驗(yàn)中獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到不同放電倍率下的單體電池溫度隨時(shí)間的變化情況。實(shí)驗(yàn)前期對(duì)熱電偶進(jìn)行標(biāo)定，利用恒溫水槽進(jìn)行標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)使用的熱電偶為K 型熱電偶，精度為±0.4%，測(cè)量范圍為-40～375 ℃。

2 單體電池生熱仿真模擬

2.1 單體電池模型創(chuàng)建及網(wǎng)格劃分

用三維建模軟件CATIA 對(duì)電池單體進(jìn)行建模，忽略電池正極極柱。將電池模型簡(jiǎn)化為圓柱形模型，導(dǎo)入ICEM CFD 中，進(jìn)行網(wǎng)格劃分。單體電池模型簡(jiǎn)單，尺寸較小，形狀規(guī)則，可以采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成質(zhì)量較高，生成速度快，能夠節(jié)省運(yùn)算時(shí)間，但結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格運(yùn)用范圍較窄，適用于規(guī)則形狀的圖形。網(wǎng)格劃分完成后的網(wǎng)格數(shù)為59 976，節(jié)點(diǎn)數(shù)為56 800。單體電池的三維模型和網(wǎng)格模型如圖1 所示。

圖1 單體電池三維模型與網(wǎng)格模型Fig.1 Three-dimensional model and grid model of single cell

2.2 模型設(shè)定與計(jì)算

由于電池生熱情況較為復(fù)雜，為更為精確地反映電池生熱過(guò)程，對(duì)模型做出如下簡(jiǎn)化假設(shè)：（1）電池內(nèi)部各部分材料分布均勻，材料物性保持不變[11]；（2）電池內(nèi)部生熱量分布均勻，忽略電池內(nèi)部電解液的對(duì)流換熱，電池表面對(duì)流換熱系數(shù)保持定值；（3）忽略電池內(nèi)部輻射換熱[12]。仿真模擬的是環(huán)境溫度為35 ℃時(shí)的瞬態(tài)放熱。檢查網(wǎng)格質(zhì)量后，定義電池參數(shù)（實(shí)驗(yàn)測(cè)得）如下：電池密度為2 631.44 kg/m3，電池比熱容為940 J/(kg·K)，電池軸向?qū)嵯禂?shù)1.13 W/(m2·K)，徑向?qū)嵯禂?shù)則為19.5 W/(m2·K)。進(jìn)一步設(shè)置源項(xiàng)，設(shè)置電池生熱速率大小表2 所示。

表2 不同放電倍率，電池單體體積生熱速率Tab.2 Heat generation rate of cell volume under different discharge rate

模擬設(shè)置第3 類邊界條件。將環(huán)境室內(nèi)氣流流動(dòng)情況視作自然對(duì)流，對(duì)流換熱系數(shù)為5 W/(m2·K)。設(shè)置自動(dòng)保存，每100 s 自動(dòng)保存溫度信息。在運(yùn)算設(shè)置中，設(shè)置時(shí)間步數(shù)，步長(zhǎng)為1 s，迭代步數(shù)為20 步，1.0C、1.5C、2.0C放電倍率步數(shù)分別設(shè)置為3 600 步、2 400 步和1 800 步，最后進(jìn)行網(wǎng)格模型模擬計(jì)算。

2.2 仿真結(jié)果分析

圖2 可以看出，電池模擬溫升情況與實(shí)驗(yàn)溫升情況趨勢(shì)大致一樣。仿真模擬結(jié)果一般都要比實(shí)驗(yàn)放電結(jié)束時(shí)的溫度要高，仿真結(jié)果溫度趨勢(shì)也接近線性上升，實(shí)驗(yàn)的溫升情況則呈一條曲線，上下波動(dòng)。究其原因，主要是實(shí)驗(yàn)情況不可控制，環(huán)境室內(nèi)部的對(duì)流換熱系數(shù)不能穩(wěn)定，而仿真模擬時(shí)，通常是將對(duì)流換熱系數(shù)設(shè)置為一個(gè)不變的數(shù)值，因而對(duì)溫度結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。另外，在實(shí)際電池放電過(guò)程中，電池內(nèi)阻值會(huì)隨著電池SOC 值波動(dòng)，導(dǎo)致電池瞬時(shí)的生熱量產(chǎn)生變化，導(dǎo)致單體電池體積生熱速率產(chǎn)生變化。結(jié)合上述原因，電池單體在實(shí)際放電過(guò)程中，實(shí)際溫升情況會(huì)與模擬結(jié)果產(chǎn)生微小的差異。雖然實(shí)驗(yàn)與模擬仿真情況有一定誤差，但實(shí)驗(yàn)與模擬溫升情況變化趨勢(shì)基本相似，誤差也較小，重合度較好，因而該電池仿真模型可采用，并進(jìn)行后續(xù)的電池模塊的仿真模擬。

圖2 環(huán)境溫度35 ℃時(shí)不同放電倍率下電池表面模擬溫升與實(shí)驗(yàn)溫升對(duì)比情況Fig.2 Comparison of simulated and experimental temperature rise on battery surface under different discharge rates at 35 ℃

3 電池模塊散熱仿真模擬

由于電動(dòng)汽車電池組的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單體電池?cái)?shù)量過(guò)多，因而在研究電池組散熱效果時(shí)，通常只選取一部分電池模塊進(jìn)行研究。本文的電池模塊散熱效果仿真模擬則選用12 個(gè)單體電池以四串三并的方式組裝成一個(gè)電池模塊，再通過(guò)與熱管結(jié)合，制作出一個(gè)電池模塊散熱裝置，并對(duì)其進(jìn)行建模仿真，研究熱管用于電池組散熱效果。

3.1 三維模型及網(wǎng)格劃分

由于是圓柱形電池，熱管與電池之間是線接觸，因此在電池與熱管之間使用薄銅片或薄鋁片作為電池集熱板，以提高電池模塊的均溫性，并使用導(dǎo)熱系數(shù)較高的導(dǎo)熱硅脂將電池間空隙填充滿，增加電池與集熱板直接的換熱面積。最后將熱管夾在兩塊集熱板之間，熱管與集熱板之間也使用導(dǎo)熱硅脂填充空隙，降低兩者的空氣熱阻。根據(jù)上述描述，利用CATIA 軟件進(jìn)行三維物理模型建立，單體電池尺寸為高70 mm，直徑為21 mm，集熱銅片高60 mm，長(zhǎng)67 mm，厚2 mm，熱管長(zhǎng)127 mm，高8 mm，厚2 mm。電池正負(fù)極兩端要使用鎳片進(jìn)行電路連接，將單體電池連接成一個(gè)3×4 的電池模塊，因此上下兩端預(yù)留5 mm 的空間防止集熱板觸碰電池電路產(chǎn)生短路等危險(xiǎn)。

對(duì)建立的電池模塊結(jié)合熱管散熱的三維模型導(dǎo)入ICEM CFD 軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，首先對(duì)電池不同部分重新命名定義三維模型，定義模塊中各個(gè)不同的實(shí)體區(qū)域body，劃分出固體計(jì)算域以及流體計(jì)算域，重新命名各部分part。由于電池散熱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格較為困難，本文利用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分整體網(wǎng)格，空氣計(jì)算域設(shè)置為只對(duì)熱管冷凝段吹風(fēng)散熱，其余模型部分則劃分為固體計(jì)算域。

3.2 數(shù)值模型及仿真計(jì)算

電池模塊結(jié)合熱管散熱模型的Fluent 設(shè)置與前一節(jié)單體電池的Fluent 設(shè)置相似。檢查網(wǎng)格模型是否存在負(fù)體積網(wǎng)格。將網(wǎng)格模型統(tǒng)一單位，選擇計(jì)算模型、定義電池、集熱銅板、熱管以及導(dǎo)熱硅脂的熱物性參數(shù)，其中電池?zé)嵛镄詤?shù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取，其他部件的熱物性參數(shù)則以廠商提供的參數(shù)為準(zhǔn)。

計(jì)算域設(shè)置將電池、集熱板、熱管以及硅脂都設(shè)置為固體計(jì)算域，空氣設(shè)置為流體計(jì)算域。其中，電池模塊設(shè)置生熱源項(xiàng)，體積生熱速率參考表2。定義電池模塊的生熱源項(xiàng)，其余部分的計(jì)算域則不設(shè)置生熱源項(xiàng)。繼續(xù)對(duì)各部分的邊界條件進(jìn)行設(shè)置。電池模塊、集熱板、硅脂以及熱管非冷凝段部分的邊界條件設(shè)置為第2 類邊界條件，熱流密度設(shè)置為零，將整個(gè)電池模塊以及熱管非冷凝段部分視作絕熱狀態(tài)，只通過(guò)放置在空氣流體中的熱管冷凝段散熱,建立相應(yīng)的導(dǎo)熱微分方程：

空氣流域使用湍流模型中的標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型（見式2），空氣流體域的入口設(shè)置為速度入口，速度入口條件主要適用于不可壓流，設(shè)置流體的入口速度以及流體溫度。流體出口則設(shè)置為壓力出口邊界條件，壓力出口邊界條件一般是在出口處指定出口靜壓。根據(jù)NEDC 循環(huán)工況[13]測(cè)試顯示，整個(gè)循環(huán)測(cè)試持續(xù)時(shí)間為1 160 s，理論行駛里程為11.022 km，測(cè)試過(guò)程中最高車速為50 km/h，平均車速約為18.77 km/h。經(jīng)過(guò)計(jì)算，NEDC 循環(huán)理論測(cè)試的平均車速為5.21 m/s，于是本文選取流場(chǎng)入口流速為5 m/s 以進(jìn)行模擬仿真。網(wǎng)格模型時(shí)間步數(shù)，步長(zhǎng)設(shè)置也參考單體電池不同放電倍率的電池放電時(shí)間步長(zhǎng)。

式中：μt——渦粘性；Sij——平均速度應(yīng)變率張量；ρ——流體密度；k——湍動(dòng)能；δij——克羅內(nèi)克算子。

3.3 仿真結(jié)果分析

根據(jù)上述設(shè)置計(jì)算之后，對(duì)電池模塊結(jié)合熱管網(wǎng)格模型進(jìn)行后處理，處理出電池模塊最終放電溫度云圖。選取環(huán)境溫度為25 ℃，熱管冷凝段長(zhǎng)度為60 mm 的條件下不同放電倍率電池模塊放電終止時(shí)的溫度云圖，利用Fluent 瞬時(shí)計(jì)算自動(dòng)保存下來(lái)的網(wǎng)格文件，每隔100 s 保存一次數(shù)據(jù)，對(duì)導(dǎo)出的網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到電池模塊放電過(guò)程中的溫度變化以及電池模塊的最大溫差，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

3.3.1 放電倍率對(duì)電池模塊散熱效果的影響

由圖3 可以看出，電池模塊放電倍率越高則電池模塊放電終止時(shí)的溫度越高。在相同環(huán)境溫度25 ℃條件下，1C 放電倍率，電池模塊溫度上升16.58 ℃，電池模塊最大溫差2.74 ℃；而以2C 放電時(shí)，電池模塊溫度上升接近33.9 ℃，電池之間最大溫差4.57 ℃。其中靠近空氣流場(chǎng)入口處的電池溫度最低，散熱情況最為理想，而第3豎排的電池表面溫度最高，溫度堆積情況最為嚴(yán)重，是整個(gè)電池模塊散熱情況較差的部分，也是需要最需要進(jìn)行熱管理的部分，但該部分的電池溫度也未超過(guò)60 ℃，依然能夠保持在一個(gè)較為理想的工作溫度情況下。

圖3 環(huán)境溫度25 ℃時(shí)不同放電倍率下電池表面溫度變化Fig.3 Variation of surface temperature of battery with different discharge rate at 25 ℃

3.3.2 環(huán)境溫度對(duì)電池模塊散熱效果的影響

在環(huán)境溫度35 ℃時(shí)，對(duì)電池模塊模型進(jìn)行仿真計(jì)算，模擬分析如圖4 所示。電池模塊以1.0C放電時(shí)，電池模塊最高溫度上升到48.23 ℃，溫度升高13.23 ℃，電池模塊最大溫差2.19 ℃；以1.5C 放電時(shí)，電池模塊最高溫度升高到58.35 ℃，溫度上升23.35 ℃，電池模塊最大溫差為3.7 ℃。相比在25 ℃環(huán)境條件下，電池模塊溫度差異變大，一致性變差，但整體模塊溫差依然可以控制在5 ℃以內(nèi)；以2.0C 倍率放電時(shí)，電池模塊最高溫度會(huì)升高到68.90 ℃，溫度上升了33.9 ℃，模塊最大溫差在放電終止之前升高到5.22 ℃。

圖4 環(huán)境溫度35 ℃時(shí)不同放電倍率下電池表面溫度變化Fig.4 Variation of surface temperature of battery with different discharge rate at 35 ℃

溫差變大主要是由于電池模塊靠近流場(chǎng)入口處的熱管冷凝段對(duì)流換熱系數(shù)比后排的熱管冷凝段對(duì)流換熱系數(shù)更大，導(dǎo)致熱管散熱不均勻，加之電池模塊生熱量加大，熱管散熱能力不變，結(jié)果使得電池模塊溫升加快，加劇了電池模塊間溫度差異變大。但從2.0C 放電終止時(shí)溫度云圖結(jié)果可知，熱管在電池?zé)峁芾碇心軌蛱岣唠姵啬K的均溫性，最大溫差為5.22 ℃，保證了電池模塊的運(yùn)行穩(wěn)定性，可以確保電池工作安全性。雖然在35 ℃，2.0C 工況下電池模塊最高溫度會(huì)上升到68.9 ℃，但在實(shí)際電動(dòng)汽車行駛中，整體電池模塊不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間以高倍率放電電流持續(xù)運(yùn)行，根據(jù)王建[11]等建立的電流與車速的關(guān)系式推算，當(dāng)電動(dòng)汽車以120 km/h 行駛時(shí)，電池組放電倍率不超過(guò)1C，因此在高溫環(huán)境下，熱管依然可以對(duì)電池模塊進(jìn)行有效的散熱，控制電池組溫度差異，保證電池溫度不處于高溫危險(xiǎn)環(huán)境，確保電池組運(yùn)行的安全可靠性。

3.3.3 熱管冷凝段長(zhǎng)度對(duì)電池模塊散熱效果的影響

將電池模塊中熱管冷凝段長(zhǎng)度變?yōu)?0 mm，其他參數(shù)設(shè)置不變，在環(huán)境25 ℃下進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果對(duì)比分析如圖5 所示。在2C 放電倍率下，2 種長(zhǎng)度的冷凝段使得模塊溫度相差5 ℃。由此可以看出當(dāng)熱管冷凝段長(zhǎng)度變短之后，電池模塊最高溫度會(huì)上升，主要是由于電池模塊生熱量通過(guò)熱管傳遞到外界，通過(guò)風(fēng)冷冷卻來(lái)降低電池模塊溫度，減短熱管冷凝段長(zhǎng)度之后，用于電池模塊散熱的散熱面積減少，在相同放電時(shí)間內(nèi)，借由風(fēng)冷帶走的熱量減少，導(dǎo)致相同時(shí)間段內(nèi)電池模塊最高溫度相較于冷凝段長(zhǎng)度60 mm 的熱管電池散熱模塊最高溫度更高，由此可以看出熱管冷凝段長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電池模塊散熱效果越好。

圖5 電池模塊不同熱管冷凝段長(zhǎng)度下不同放電倍率時(shí)表面最高溫度對(duì)比（25 ℃）Fig.5 Comparison of the highest surface temperature of battery module under different lengths of condensation section of heat pipe at different discharge rates (25 ℃)

但在實(shí)際應(yīng)用中，熱管冷凝段長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)。根據(jù)趙建會(huì)[14]等人研究證明，對(duì)于銅-水熱管在蒸發(fā)段與冷凝段長(zhǎng)度比在1∶3 的狀態(tài)下，熱管導(dǎo)能夠保證穩(wěn)定的導(dǎo)熱性能。而在當(dāng)熱管冷凝段變短之后，散熱量減少導(dǎo)致電池模塊溫度堆積情況較為嚴(yán)重。即使在較低溫度情況下，電池模塊溫度會(huì)提前達(dá)到電池理想工作環(huán)境極限，導(dǎo)致電池工作環(huán)境惡化，使得電池加快衰減，壽命減短，電池模塊最大溫度差異依然可以保持在5 ℃以內(nèi)，保證電池模塊溫度的均勻性，確保電池模塊單體電池之間的溫度一致性，說(shuō)明熱管用于電池模塊散熱，可以提高電池組的溫度一致性。熱管冷凝段長(zhǎng)度縮短會(huì)導(dǎo)致電池模塊最高溫度上升，使得電池模塊的生熱量無(wú)法及時(shí)散熱到外界。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)電池單體進(jìn)行模擬，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證單體電池模型正確性，利用建立的單體電池模型，建立電池結(jié)合熱管散熱模塊模型，模擬不同測(cè)試條件下的散熱模組生熱情況，分析得出如下結(jié)論：

（1）通過(guò)建立單體電池三維模型，模擬單體電池在25 ℃下，不同放電倍率時(shí)單體電池表面溫度變化情況。通過(guò)與單體電池溫升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，模擬與實(shí)驗(yàn)之間誤差不超過(guò)5 ℃，可確定該單體電池模型的正確性；

（2）電池結(jié)合熱管散熱模塊在環(huán)境溫度25 ℃下放電時(shí)，模塊最高溫度基本可以控制在60 ℃以下，最大局部溫差也可控制在5 ℃以下；

（3）模擬環(huán)境溫度35 ℃下，相比于25 ℃環(huán)境溫度下，35 ℃下模塊溫度一致性變差，局部溫差變大；

（4）環(huán)境溫度25 ℃時(shí)，將熱管冷凝段長(zhǎng)度由60 mm 縮短為40 mm，2C 倍率下，散熱模塊最高溫度升高到63.82 ℃，局部溫差為4.04 ℃。相較于60 mm 冷凝段長(zhǎng)度，熱管冷凝段長(zhǎng)度減短，模塊最高溫度變大，而局部溫差則會(huì)變小，一致性較好。