锂离子电池组风冷结构设计

通过CFD分析软件进行仿真分析,研究了电池组风冷结构对流场与温度场分布的影响,并由温度实验验证了该风冷结构的冷却效果.此种结构提高了电池组内部温度场均匀性.电池组在1C充放电条件下,电池组内部测量点温度在294 ～ 296.8 K,同一时刻测量点温差在2K以内.     

PCM与液体协同冷却的电池组热仿真研究

采用在定型复合相变材料内部构建液体通道设计,实现相变材料与液体协同冷却,可以改善电池组传热能力,提升电池组电性能和延长循环寿命.利用ANSYS软件建立了三维模型,在此基础上进行冷却通道结构、冷却液的流速、入口温度、通道壁厚和热导率对电池组冷却效果的影响的仿真,仿真计算数据表明:(1)冷却通道结构采用并行通道方式可显著降低电池模块最高温度,改善温度均匀性;(2)提高冷却液流速可降低电池组最高温度和温差,当流速>0.15 m/s后,继续提高流速,电池组冷却效果的改善不明显;(3)电池组温度随着通道的热导率的提高而降低,当热导率>3 W/(m·K)时,继续提高热导率,电池组的温度降低不明显.     

混合动力车用锂电池液体冷却散热器结构设计

通过建立锂电池的热模型,分析了锂电池在不同倍率放电时的发热量。在液体冷却方式下对锂电池组进行了散热设计,模拟散热器在电池组1 C、3 C、5 C放电时流体温度和流量变化情况下的散热性能。仿真结果表明:采用液体冷却能有效降低电池组温度,电池之间的温度一致性好,但在大倍率放电时,单体电池内外温差比较大;而在不同工况下通过改变入口质量流量和优化设计,可以减小电池内外温度差,使电池工作在合理的温度范围内。     

液体温度与流速对锂电池组温度场影响研究

锂电池被广泛用于电动汽车来代替传统能源,所以有效控制电池组温度对于电动汽车设计尤为重要。建立了锂电池组三维模型,将放电倍率、冷却液流速以及温度作为设置变量,通过流固耦合热仿真,得出在不同放电倍率条件下冷却液体流速与温度对电池组温度场的影响规律。结果表明采用液体冷却能有效控制电池组最高温度,得到良好的均温效果;增大冷却液流速,能够有效降低锂电池组的最高温度;冷却液温度从296.15 K增大到306.15 K时,锂电池组的最高温度呈线性增长;在1 C放电倍率下,通过实验设计建立起冷却液流速与温度对锂电池组最高温度及温差响应面模型,得出冷却液温度对电池组最高温度影响程度比液体流速大,液体流速对电池组温差影响程度比冷却液温度大。     

乙二醇对18650动力锂电池组温度场影响研究

将乙二醇作为冷却工质,并且建立18650动力锂电池组模型,将冷却液流速,电池组的放电倍率作为变量,通过流固耦合热仿真,对温度云图、最高温度、电池组和电池间的温度差等结果进行分析,得出在不同放电倍率条件下,冷却液体流速对电池组温度场的影响规律。结果表明采用液体冷却能有效控制电池组最高温度,得到良好的均温效果;增大冷却液流速,能够有效降低锂电池组的最高温度,而且用乙二醇作为冷却液体能有效地控制锂离子电池间的温差,并且随着流速的增大,电池组的最高温度与温差变化趋于平缓。     

电动汽车动力电池箱冷却影响因素分析

针对采用通风冷却结构的电池箱冷却效果不理想的问题,提出了一种基于有限元电池模型的动力电池箱热分析方法,在此基础上,以某种结构的锂离子动力电池箱作为研究对象,对入风口风速和风道尺寸等电池箱温升影响因素进行分析。仿真结果表明,随着风速增加电池箱的温度均匀性得到了改善,当风速为5 m/s时,电池温度标准差范围在1.0～1.7之间。当风道宽度尺寸为12 mm且风速为5 m/s时,电池温升的最大值为7.3℃,电池温升的最小值为5.4℃,电池平均温度标准差为1.47,电池组工作控制在合理的温度范围内,电池组温度分布均匀性最好。     

基于复合相变材料的电池包热管理研究

有机类相变材料导热系数普遍低,制约了其在电池热管理中的应用,通过与高导热率的材料复合能有效改善相变材料的导热性能.为明晰复合相变材料的材料属性对电池包温度分布、温升速率、温度一致性等温度特性的影响,建立了单体电池产热模型和相变材料相变模型,并通过理论计算得出复合相变材料的热物性参数.以此为基础模拟电池组在环境温度40℃、3 C恒流放电恶劣工况下的散热,分析导热填料种类及其质量分数对冷却效果的影响.结果表明:在相变热管理下,电池组最高温度能维持在50℃以内,电池表面最大温差能维持在1℃以内.     

锂离子电池模块热模拟仿真

锂离子电池组热行为对电池整体性能发挥起着至关重要的作用,研究电池组热效应对生产实际具有很大意义。基于COMSOL仿真平台建立3×3模块三维热模型,定量分析5 C工作电流条件下的温度分布。研究表明:模块温度呈辐射状由内向外逐渐减小,最高温度集中在中心区域;随着放电进行,电池内部温升逐渐增加,并且单体间温差在可控范围;换热系数为10 W/(m~2·K)条件下,5 C放电可使电池组工作在常温范围,表明在低于此倍率放电下,电池组均可正常工作。     

纯电动汽车电池组发热及控制策略研究

对于纯电动汽车,电池组的产热与温升是必须要考虑的问题。建立了由聚合物软包锂电池组成的纯电动汽车动力电池模块温升模型。在电池温升模型的基础上,以某汽车为研究对象建立了整车模型,仿真出匀速工况、城市循环工况以及极端使用工况下电池组的温升情况。通过实验验证了模型的准确性,并通过仿真和实验可知,电池组温升效应比较明显,在常温城市工况下一般不需要强制散热措施。在可能出现的极端工况下,电池温升超过许用范围,对此提出了一种整车控制策略。     

锂离子电池组风冷散热仿真与优化

建立锂离子电池组的强制风冷散热结构初始几何模型,并进行CFD仿真条件和参数设置。利用FLUENT对该模型进行2 C放电倍率下的空气流场和温度场仿真分析。为了验证仿真结果的准确可靠性和评价仿真模型的合理性,搭建了锂离子电池组的温度测试实验平台进行验证。结果表明,仿真模型与实验模型的温度变化趋势较吻合,说明CFD仿真模型较合理有效,仿真结果较可信。在此基础上,通过对进风角度、出风角度和电池间距三个结构影响因素进行单因素分析,得到优化模型,与初始模型相比,其电池组最高温度和温差分别降低了1.859和0.363 K。     

动力电池组液冷散热系统

设计一种车用动力电池组的液冷系统,系统由R134a蒸汽压缩制冷回路和乙二醇水溶液循环回路两部分组成。其中制冷剂回路和冷却液回路在板式蒸发器处耦合,冷却液通过布置于电池组两侧的冷板对电池冷却。建立一维稳态制冷回路、冷却液回路和电池组的仿真模型,并开展相关温控实验。结果表明电池组最高温度受放电电流影响。在1 C及以下倍率工作时,液冷系统能稳定控制电池组处在适宜的工作温度范围内且温度均衡。     

内阻不一致对动力电池组温度场的影响

研究电池组的温度场对于电池系统设计和热管理设计具有十分重要的意义.实验研究了18650磷酸铁锂电池单体的基本性能,测量了不同温度和放电倍率下电池表面温升情况.根据实验结果及已有的生热模型和传热模型,利用Fluent仿真软件研究电池单体在不同温度和放电倍率下的温度场.构建了电池组热分析模型,模拟分析了电池组存在单体差异(...     

混合动力汽车电池组双介质冷却管理系统设计

随着混合动力电动汽车数量的不断增加,电池的循环寿命和使用安全性越来越受到重视。为降低大负荷工况下放热对电池性能的影响,需要改进电池组冷却系统。基于锂离子电池的生热原理模型,进行了风冷、液冷双介质方式下散热器的设计及仿真,计算和分析结果表明:冷却介质流速和电池组的放电倍率是影响混合动力汽车电池热性能的重要因素。根据工况调整冷却介质的比例,使电池组在最低能耗下,将最大温升和最大温差控制在合理范围内。     

热管和风冷结合的动力电池组热管理系统

目前，风冷及液冷电池组热管理系统的研究和应用较多，使用热管的电池组热管理系统在实际应用中很少见。热管和风冷结合的散热结构与风冷散热结构相比，可更高效地将电池内部产生的热量传递至外界，在保证电池组密封前提下，使电池组内部温度更均衡；它与液冷散热结构相比，减少冷却液体质量，避免了液冷管路漏液发生，提高电池组使用的可靠性和安全性。采用仿真软件，对热管结合风冷的散热结构进行热仿真，探究冷却风入口风速和角度、隔板材料性质及是否添加扰流板对电池组散热效果和温度均匀性的影响。仿真数据说明与原状态比较，通过增加入口风量、改变隔板材料以及添加扰流板，可使电池组最高温度和最大温差分别降低26.8%和65.9%。     

冷却和蓄热结合的动力电池组热管理系统模型

针对当前电动汽车动力电池组的相变冷却问题,设计了一种将冷却、导热和蓄热结合的电池热管理系统。创建基于相变材料熔化实验验证的电池组及其热管理系统仿真模型。通过对模型中不同电池间距、不同导热结构、不同蓄热结构的冷却效果模拟,得出了优化模型参数,分析了优化模型在低温情况下的保温效果,验证该结构设计的电池组及热管理系统冷却与保温功能良好。     

基于动态生热模型的18650电池温度场建模仿真

为研究18650动力电池放电过程中温度场变化规律,采用实验与数值仿真相结合的方法,通过实验获得不同SOC下直流内阻与放电倍率数据,建立单体电池生热速率随SOC及放电倍率变化的动态模型,基于该模型利用有限元方法建立了单体电池三维热模型并进行仿真模拟。仿真与实验结果表明,仿真的温度变化与实验吻合,该模型可以很好地模拟不同倍率放电条件下电池的温升情况,为电池组的热管理提供了方法。     

动力锂电池组液冷散热分析及优化

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液冷的冷却;为提高冷却效率,将原平滑壁面改为肋条结构,数值计算结果表明,从无肋条到肋条高度为10 mm,电池单体的最高温度降低了13.1℃,降低30%;单体的最大温度降低了12.7℃,降低74.3%;电池间的最大温差降低了13.1℃,降低了72.8%,有效地提升了电池温度的均匀性,使电池组工作的温度控制在合理的范围之内。     

盘式无铁心永磁发电机温度场分析和冷却方式研究

以针对取力发电系统设计的盘式无铁心永磁发电机为研究对象,基于仿真平台建立仿真模型,通过电磁场组件仿算了电机的温升来源,在稳态温度场组件中得到了电机自然散热条件下的温度场分布状况,并针对机壳散热系数的变化进行了对比分析。引入机壳水冷结构,优化冷却方式,结合流体场组件仿真分析了水冷条件下对电机温升的改善,为进一步研究打下基础。     

基于电化学热耦合模型锂电池热管理系统优化

以电化学模型和直角坐标系三维热模型为基础,建立了电化学三维热耦合模型,对锂离子电池组产热情况进行仿真分析,结果表明电池组的温度分布更加符合实际情况,比单独的三维热模型或电化学二维热耦合模型更加准确。以额定容量为60 Ah的锂离子电池为例,对锂离子电池进行不同放电倍率的产热分析,得到了电池组的温度场分布,分析了温差与温升的原因,构建了一种新的电池包的结构,再次对新的电池组进行不同放电倍率产热分析,温差与温升都有明显的下降,达到了优化的目的。     

不同冷却条件下干式变压器温升研究

为了研究不同冷却条件下干式变压器的温升,使用有限元的方法对变压器的温度分布进行计算。首先建立变压器的温度场-流体场耦合计算模型,根据变压器的产品出厂报告,推算出等效的计算模型热源荷载。然后分别对自然冷却和强迫风冷两种情况下的热-流耦合场进行计算求解,得到各个情况下铁心和变压器的温度分布情况。最终,比较分析两种不同冷却条件下的温升情况,从而得出冷却条件对变压器温升的影响情况。