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２０２５年１月机械设计与制造工程Ｊａｎ.２０２５
第５４卷第１期ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ.５４Ｎｏ.１
ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－５０９Ｘ.２０２５.０１.００２
深海装备用耐压电池模块温度场仿真分析
宋奕萱ꎬ吴俊飞ꎬ曲志平ꎬ王豪ꎬ周玉婷
(青岛科技大学机电工程学院ꎬ山东青岛２６６０６１)
摘要:电池模块作为深海装备能源系统的重要组成部分ꎬ保证其安全运行至关重要ꎮ运用ＡＮＳＹＳ
有限元仿真软件ꎬ对深海装备用耐压电池模块进行温度场仿真分析ꎬ模拟了不同放电电流和海水
温度下电池模块温度的变化ꎮ仿真结果显示:电池模块的最高温度和最低温度均在允许的范围
内ꎬ可以保证其在水下安全、稳定、持续地供电ꎻ电池模块的温度受电流影响最大ꎬ电流增加电池
温度升高ꎬ温差和达到稳态的时间都随之增加ꎻ海水温度升高ꎬ电池模块的最高温度也随之升高ꎬ
但电池模块内部温差和温度梯度基本没有变化ꎮ
关键词:电池模块ꎻ耐压电池ꎻ温度场ꎻ数值模拟
＋
中图分类号:ＴＫ０１２文献标识码:Ａ文章编号:２０９５－５０９Ｘ(２０２５)０１－０００７－０６
在给深海装备供电的过程中ꎬ耐压电池具有比池内部的气体会引起电池短路ꎬ因此耐压电池模块
能量高、比功率大、自放电率小、储存性能优异等优内部的单体电池选用内部没有空隙且内部反应不
[１]
点ꎬ不需要厚重、体积庞大、昂贵的耐压壳体ꎮ产生气体的软包装锂锰电池ꎬ其正极材料为二氧化
耐压电池所采用的单体电池中不含镉、铅和汞等重锰ꎬ负极为锂ꎮ电池型号为ＣＦ４５５２６４ꎬ其参数见表
[２]
金属ꎬ对环境无影响ꎬ是先进的绿色能源ꎮ耐压１ꎬ单体电池实物如图１所示ꎮ电池电芯采用卷绕
电池在放电时存在一定的危险性ꎬ电池内阻发热、折叠工艺制成ꎬ如图２所示ꎬ由阳极—隔膜—阴
电极极化发热及化学反应放热等会使电池温度快极—隔膜交替组成ꎬ电芯外层包裹铝塑膜ꎬ注入电
速升高ꎬ当温度超过一定值时ꎬ电池可能会出现鼓表１ＣＦ４５５２６４电池参数
[３]
胀、泄漏乃至爆炸等风险ꎬ而电池温度过低会影
参数数值
响电池的放电效率ꎬ因此对工作在深海中的电池模
长/ｍｍ６０
块进行热分析是十分必要的ꎮ
宽/ｍｍ５０
[３]
陈雪梅等通过对锂锰电池的研究发现ꎬ当
厚/ｍｍ４.０
锂电池所处环境温度高于１３２℃时ꎬ单体电池泄放
标称电压/Ｖ３.０
会导致电解质泄漏ꎬ电池长时间处于高温环境中会
[４]标称容量/(Ａｈ)３.２
导致电池内部短路从而引起爆炸ꎻ闫枫等通过
对锂电池和电池组的研究发现ꎬ锂电池在４℃时的最大放电电流/Ａ１.０
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专注于经营管理类文案的拟写、润色等，本人已有10余年相关工作经验，具有扎实的文案功底，尤善于各种框架类PPT文案，并收集有数百万份各层级、各领域规范类文件。欢迎大家咨询！
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