相変化材料を用いたバッテリー熱管理システムの低温性能

本研究では、寒冷環境における高出力リチウムイオンバッテリーの受動的熱管理システムの性能を評価します。純粋なパラフィンとパラフィン–グラファイト複合材からなる2種類の相変化材料（PCM）が考慮され、PCM材料のないバッテリーモジュールと比較されます。バッテリーモジュールは一定の期間部分的に放電され、その後、冬季の短時間および長時間の車両停止を代表するさまざまな冷却時間にさらされます。容量、電力、温度などのバッテリー性能パラメータと各モジュールの熱物理的特性が記録、計算され、さまざまなシナリオで比較されます。熱管理システムは放電中の温度上昇を抑制し、冷却停止中の温度喪失を遅らせますが、冷却停止後の温度上昇も遅らせます。結果は、短時間（10分）の冷却停止後、パラフィンワックスがモジュールを暖かく保つことでメリットをもたらさないことを示しています。パラフィンモジュールとPCM無しのモジュールは比較可能なエネルギー値を持っていました。一方、長時間（2時間）の冷却停止中、PCMモジュールはバッテリーの加熱を遅らせることで有意な劣化（エネルギーの15%減少対6%減少）が観察されました。商業用PCMモジュールは、長時間の冷却浸漬後にPCMモジュールと非PCMモジュールの中間の性能（エネルギーの9%減少）を示しましたが、短時間の冷却浸漬（エネルギーの2.5%減少）にはメリットがありませんでした。