摘要：针对电池热管理的问题，提出一种基于相变材料硬脂酸和热开关耦合的新型电池温控装置。以软包锂离子电池为对象，应用相变材料耦合热开关的温控装置，并基于数值模拟的研究方法对其温控效果展开研究。装置基于有机相变材料硬脂酸在相变过程中的体积变化特性为机械热开关提供被动驱动，能在电池工作温度较高时迅速为其散热，并能在电池工作温度较低时及时保温。数值仿真结果表明：与无热管理系统的电池相比，相变热开关温控使电池在 4 C 高倍率放电结束时的最终温度下降了 22.46 ℃；在外界环境温度为−20 ℃时，相变热开关温控使电池温度管理时间延长了390 s，具有优良的控温特性。
结论
1）通过对相变材料在热管理装置中的填充量进行对比分析，发现当填充量较小时热管理系统的温度管理效果不佳，当填充量较大时会降低热开关的开关比，削弱热开关的温度调控效果。填充量为75%时能够同时较好地满足热管理系统轻量化和对电池有效温控的需求。
2）对于无热管理系统的电池而言，电池在高倍率充放电工作时，充放电结束后电池温度超过正常工作区间。对于采用相变材料耦合热开关的电池热管理系统，相变潜热与热开关为电池提供双重温度保护，因此电池在高倍率充放电时，温度依旧处于正常的工作温度区间，具有良好的控温性能。
3）低温条件下，无热管理系统的电池热量散失较快，而对于具有相变材料耦合热开关的温控系统，当电池温度降低至相变材料熔点附近时，相变材料凝固并将电池升温过程中积蓄的热量向电池释放，为电池持续提供热量，因此有效延长了电池处于正常温度区间的时间。
4）以75%填充量为例分析了热开关的温控调节性能。热开关在断开/闭合时的等效热阻分别为0.016和0.18 m2⋅K/W，开关比达到11.25∶1，因此具有显著的温度调节效果。
