1、面對環(huán)境污染嚴重和石油資源日漸枯竭的雙重壓力之下，發(fā)展清潔、環(huán)保和零污染的新能源顯得尤為緊迫。新能源電動汽車因其采用鋰離子電池作為動力儲存和供給系統(tǒng)，在使用過程中零污染和零排放等優(yōu)勢被視為傳統(tǒng)燃油汽車的最佳替代品。雖然，鋰離子電池因其能量密度高、循環(huán)壽命長、安全性較好和工作電壓較髙等性能優(yōu)勢而被廣泛應用于電動汽車、電動工具和電子產(chǎn)品中，但其在高溫環(huán)境中的安全性和一致性的問題依然非常突出。因此，在鋰離子電池應用過程中設計一套有效的電池熱管

2、理系統(tǒng)方案的必要性尤為重要。根據(jù)對鋰電池的研究表明，其最適宜的工作溫度區(qū)間為25-50℃,系統(tǒng)的最大溫差應控制在5℃以內(nèi)。因此，本論文針對三元18650鋰電池采用相變材料進行散熱、均溫開展相關研究，分別從材料的改性、電池模組散熱和鋰電池低溫加熱設計進行了深入研究。
　　首先，雖然相變材料已經(jīng)廣泛的應用在太陽能儲能、建筑節(jié)能和電子元器件散熱等領域中，但是其較低的機械力學性能、高溫石蠟析出和高溫熱膨脹等缺陷限制了其進一步的應用。因此，

3、本論文基于石蠟/膨脹石墨(PA/EG)相變材料對其進行改性研究，通過引入低密度聚乙烯（LDPE)與納米二氧化硅（nano-SiCh)包裹和吸附石蠟防止其析出和抑制熱膨脹。并且，通過微觀掃描電鏡表征與實驗測試，結(jié)果表明引入LDPE和 nano-Si02后，相變材料的力學性能和防析出能力顯著提高，尤其是在高溫60℃(：環(huán)境中連續(xù)保溫21小時析出僅為0.5％;且通過線性熱膨脹系數(shù)測試儀測試，改性后的相變材料熱膨脹現(xiàn)象也大大減弱。
　　其

4、次，對于改性過后的相變材料應用于三元18650鋰離子電池模組中進行熱控制研究。鋰離子電池在使用過程中會產(chǎn)熱大量的熱量，嚴重時會導致單個電池發(fā)生熱失控而蔓延整個電池系統(tǒng)。因此，對引入相變材料散熱的電池模組進行不同倍率放電實驗測試，并且通過與自然對流和強制風冷冷卻方式進行比較，相變材料冷卻顯示了優(yōu)越的散熱、均溫能力。然而，相變材料在吸熱發(fā)生相變之后，儲存的熱量不能及時傳導至外界環(huán)境，因此，設計了鋁翅片耦合相變材料進行二次散熱的相變材料電池模

5、組。并且，實驗結(jié)果顯示在3.5C大倍率放電過程中，電池模組的最大溫度始終控制在50℃以內(nèi)，最大溫差也僅為3.9℃。除此之外，在連續(xù)循環(huán)充放電過程中，耦合鋁翅片的相變材料電池模組其溫度始終低于未耦合鋁翅片的電池模組。
　　最后，在對鋰電池低溫環(huán)境中充放電性能下降的問題，本論文中設計了兩種相變材料電池模組低溫加熱方案。比較了直接式硅膠加熱片加熱和非直接式電熱絲空氣加熱兩種方案，實驗結(jié)果證明電熱絲空氣加熱在優(yōu)化結(jié)構設計和流道布局可以滿足