纯电动汽车冷媒直冷电池热管理系统的实验研究

针对电动汽车动力电池能量密度逐渐上升及快充过程中电池发热量大的问题,本文提出采用蜂窝型单面吹胀铝板作为电池冷板的一种新型冷媒直冷电池热管理系统,充分利用制冷剂在流道内的高沸腾传热潜热处理动力电池热负荷。为了研究此冷媒直冷热管理系统的运行性能,构建了新型直冷系统的实验测试装置,并在UDDS标准工况下进行实验研究。测试结果表明:在6 k W下的最大设计发热量下,系统在150 s左右可快速响应热管理需求,具有较快的温度响应特性;电池冷板表面平均温度可控制在15～20℃的最佳温度区间,并达到温差小于4℃的良好均温性,且系统COP稳定在2. 8以上。     

湿芯辅助的动力电池热管理系统的热特性研究

风冷电池热管理技术发展成熟且成本低廉,但由于空气的对流系数小,限制了传统风冷系统的散热能力。为了强化传热,设计了一种湿芯辅助的强制风冷电池热管理系统。利用Fluent软件建立锂离子电池组生热模型,对比研究不同室外参数和风速下同一电池组在传统风冷和湿芯辅助下的电池热特性。湿芯可使电池组进风温度降低4.9-6.6℃,从而降低电池表面的最高温度,但电池组均温性会稍微恶化。在较热和干燥的环境条件下,湿芯可以获得更高的冷却效率。在38℃高温环境下,湿芯辅助的风冷系统仍可避免电池过热的风险,但不推荐低于1.0m/s的风速。     

基于KULI仿真对某电池热管理系统的分析

利用KULI仿真软件建立了某电池热管理系统仿真模型,该模型中包含了空调制冷系统的压缩机、电池冷却器、冷凝器、膨胀阀、冷凝风扇、管路等零部件,所有零部件模型均基于其现有技术参数、数模尺寸和实测的试验台架数据;模型建立后冷凝器和电池冷却器需要进行模型标定,保证仿真数据与台架数据在一定的允差范围内,证明该仿真模型的准确性;最终基于真实零部件数据搭建电池冷却液循环和空调制冷剂循环的耦合仿真模型。模型建立后,便可改变不同的边界条件如环境温度、风扇档位、压缩机转速、冷却液温度等,仿真得出系统的各项性能参数。最终实现研究不同的边界条件对电池热管理系统性能和经济性影响的目的。     

动力电池热管理用相变材料的研究进展

动力电池的热性能是影响电池性能及安全性的重要因素,其热管理是国内外的研究热点。阐述了动力电池的产热机理,介绍了适用于动力电池冷却的相变材料(PCM)种类及特点,并从相变材料直接在动力电池热管理中的应用、定型相变材料在动力电池热管理中的应用和相变材料微胶囊在动力电池热管理中的应用3方面分析了相变材料在电池热管理系统中的应用效果。最后对基于相变材料的动力电池热管理系统存在的问题进行了分析,并对其发展趋势进行了展望。     

锂离子动力电池成组技术及其连接方法简述

正随着国家对新能源汽车的大力支持,各地政府的强力推广,相应公司的生产量、生产效率的高要求不断刷新。众所周知,锂离子动力电池都是以电池模组(电池包)用在新能源电动车里,动力电池模组是由多个单体电芯串联并联组装而成,单体电芯之间连接与加固,要求连接片与电池的极柱接触电阻小、抗振动、牢靠程度高。无论是用激光焊焊接、电阻焊焊接还是螺栓机械锁紧,都必须保证成组后的电池系统在电动车辆实际行驶过程中的可靠性和耐久度。在不     

飞毛腿电池投资6．5亿元进军锂离子电芯产业

2010年8月,飞毛腿电池有限公司锂离子电池项目获福建省发展改革委员会核准。该项目引进日本三洋公司生产技术,计划到2012年底,在马尾快安科技园内建成12条锂离子电池电芯和6条锂离子动力电池生产线,形成年产1．2亿只方形锂离子电芯和0．6亿Ah锂离子动力电池能力。作为国内较大的锂离子电池封装厂商,项目将完善该公司的上游产业链,最终形成近20亿元的产值规模。     

电动汽车空调与电池热管理系统设计与匹配

本文对电动汽车空调系统和电池热管理系统的基本功能进行了构想,在此基础上设计了系统的原理图并对系统的基本功能进行了分析。此外,文中对系统关键零部件的性能参数给出了选型方法,最后对整车环模试验数据和多工况下路试试验数据进行分析。结果表明,本文所设计匹配的电动车空调及电池热管理系统能满足乘员舱的制冷及采暖需求,同时也能为电池组提供较适宜工作温度环境。     

动力电池生产线化成分容柜在线校准技术研究

动力电池单体电芯的一致性差会影响动力电池整体电性能,减少汽车的续航里程,缩短车辆的使用寿命,加上过充或过放情况,严重时可能导致起火燃烧甚至爆炸等安全问题。在电芯的制造过程中,使用充放电柜进行的电芯化成与分容是控制电芯电性能一致性水平最为关键的两个步骤。但是在电池的生产过程中,化成、分容柜都是处于连续运行状态,停产校检时间长、效率低、成本高。探讨利用在线校准方式,开发化成分容柜校准系统,采用"检具线上自动校准+检具定期校准"的模式,在不改变产线设备和稼动率的情况下,对生产线化成、分容柜的电压、电流进行实时校检,并可实时预警,具有非常大的经济和社会价值。     

纯电动汽车电池综合分析系统

本文突破传统的电池热管理系统仅限制于在温度方面的分析,给出了一种简单有效的电池综合分析系统,涵盖电池热管理,电池电流、电压、充放电率、电池老化程度等方面的管理。该系统易于研究电池的最优运行环境,最优充电电量,最佳运行时间及故障分析。     

基于BP神经网络法研究锂电池荷电状态

电动汽车锂离子动力电池荷电估算是电池管理系统的关键技术之一,电池荷电状态的精准计算对于电动汽车的续航里程估计有着重要意义。选取某车型三元锂离子动力电池组为研究对象,在指定温度下利用专用动力电池数据采集仪器采集动力电池数据,然后将数据植入到BP神经网络模型中去学习训练与验证。结果表明:基于BP神经网络法计算电池荷电的误差基本能控制在6%以内,验证了模型的准确性,为电池荷电估计算法的研究与改进打下了坚实的基础。     

兼容电池热管理的热泵系统研究与探索

本文通过台架试验和整车试验,验证不同制冷剂在汽车空调上的性能表现,给汽车空调制冷剂选择提供建议。通过对比分别充注R134a和R410A制冷剂的汽车热泵热管理系统在不同环境下的整车试验、焓差试验的性能和低温制热量等可知R410A性能更佳,环境适用性更广,更能应对复杂的整车环境;考虑环保因素也同步研究了物性同R410A相似但GWP值更低的制冷剂R32和XL41等以适应未来市场需求;考虑更好的低温适应性和低温性能的提升,研究了低温增焓热泵系统,其环境温度越低性能提升越大,试验数据表明汽车空调能效在-20℃,低温增焓方式可提升38%。考虑电动汽车热泵运行环境和经济性要求,本文给出最佳设计方案。     

低温型锂离子动力电池研究进展

锂离子电池被广泛应用于智能电子设备、电动交通工具、绿色储能系统等领域,但电池在低温环境下会出现明显的容量与功率损失、充放电困难、循环寿命衰退、安全性下降等,比在高温下的性能衰退更为显著,制约了进一步的发展。因此,本文根据本征材料和相变材料电池热管理,介绍了低温型电池进展,并总结了当今低温型动力电池研究的不足。     

电动工具用锂离子电池正极材料的研究进展

中国是世界上最重要的电动工具制造基地之一,也是主要的动力电池研发和生产国家。锂离子电池具有充放电倍率高、温度适应性宽、循环寿命长、无记忆效应、比功率/比能量高和性价比高等优点,正在全面取代Ni Cd、Ni H等传统电池,成为非插电式电动工具的新型动力。介绍了电动工具用锂离子电池的电化学性能和发展现状,比较了不同正极材料(三元NMC,磷酸铁锂LFP以及锰酸锂LMO等)对锂离子电池充放电性能的影响,讨论了电动工具用锂离子电池在不同温度下的倍率充放电、大功率和高倍率下的脉冲放电、快速充放电循环寿命、高温自放电稳定性以及电池在短路滥用条件下的安全性。     

车用动力电池箱夹芯防护结构抗冲击性能仿真EI北大核心CSCD

针对车用动力电池箱底部冲击防护需求,提出三种具有不同芯层构型的夹芯板结构,并对其防护性能进行了数值仿真和量化分析对比。首先,建立了动力电池箱系统典型冲击工况有限元模型,仿真获得了采用均质底板的电池箱系统动态冲击响应并揭示了结构的变形吸能机理;其次,设计了以空心圆管、BRAS结构和叠层仿生鳞片为芯层的电池箱底部夹芯防护结构;进而,以电池轴向压缩量和最大轴向压缩比、防护效果参数和结构总吸能为评价指标,仿真分析了三种夹芯板的抗冲击防护性能,并与均质防护板进行了对比。最终结果表明,BRAS夹芯板具有最佳的抗冲击性能,可用于动力电池箱系统底部防护。     

混合动力汽车电池管理系统的研究

研制了用于混合动力汽车的镍氢动力电池管理系统。该系统采用分布式测量方案,具有安装简单、抗干扰能力强等优点;剩余电量的估算结合了库仑计法和开路电压法,具有较高的精度;采用了电池均衡充电方法,对电池的不一致性进行了补偿,从而延长了电池组的使用寿命。     

三元动力电池的热失控安全性方法研究

为确保电动汽车安全可靠的运行,提高三元动力电池模组的热失控安全性,开展动力电池模组热失控研究.在分析电池热失控机理的基础上,提出适应电池模组结构的安全试验方法,并采用该方法模拟锂电池模组中单体电池热失控对周围电池的影响.结果表明:电池模组中单体电池的热失控不会导致周围其他电池热失控;该测试方法可有效验证电池模组在滥用条件下的热失控安全性,为电动汽车安全运行提供保障.     

动力电池测试系统充放电电流校准的研究

动力电池测试系统是检测电池性能的主要设备。针对动力电池测试系统的校准,国内目前还未颁布相关的检定规程和校准规范,研究一种合理、方便、科学的校准方法非常必要。本文简单介绍了动力电池测试系统的计量特性,深入研究了动力电池测试系统充放电电流的校准方法和校准装置的选择,并对校准结果进行不确定度评定。     

锂离子电池充放电过程中的热行为及有限元模拟研究

采用电化学-量热法对LiFePO4锂离子电池在不同倍率下的循环产热进行了系统的研究,并基于热传导理论建立了锂离子电池热模型,采用有限元ANSYS模拟了稳态温度场。结果表明,电池充放电循环过程的总热效应表现为放热现象,发热量和热生成率均与充放电倍率成线性关系,随着倍率的增大而增大。充放电倍率和工作温度对电池内部温度分布有一定的影响。在相同倍率条件下,工作温度越高,电池内部温度场分布均匀性越差。在相同工作温度下,充放电倍率越大,电池内部温度场分布的均匀性越差。     

降压装置对电动车动力电池制冷剂直接冷却系统的影响

动力电池使用制冷剂直接冷却具有成本低,冷却效率高、重量轻,安全性高等优点,但存在蒸发温度过低和电池冷却温度不均的问题。本文通过实验研究了直冷板后二次节流对直冷板温度调节的有效性。结果表明:在直冷板后接人降压装置(固定节流孔装置或可调节开度压力调节阀)可以改变直冷板的出口压力,减小直冷板出口过热度,从而提升直冷板的蒸发温度,并改善制冷剂直冷方式的均温性;但固定开度的降压装置无法主动调节直冷板出口压力,直冷板出口压力随着热负荷增加而增加,因此在热负荷变化时较难将电池温度控制在合适的范围;而可变开度的降压装置可根据电池的运行热负荷将直冷板的蒸发压力调整到合适的目标值,既能避免直冷板的蒸发温度过低,又能改善直冷板的均温性,以取得较佳的电池冷却效果。     

不同冷却策略下动力电池模块的热性能比较研究

随着新能源汽车技术的快速发展,快充快放正逐渐成为动力电池的主流工作模式,产热功率增加,热性能对动力电池的影响也随之增大。采用数值模拟研究了快充快放条件下动力电池组在不同倍率充放电下的传热特性,比较了纯相变冷却和液冷与相变材料耦合的冷却对电池模块散热效果,分析了上述两种散热方式对电池模块温差和最高温度的控制作用。数值模拟结果表明,当5C快充,立即5C快放条件下,选择最佳流速0.05m/s,电池模块温度最高温度控制在47.33℃,温差为3.39℃,与采用纯相变冷却方式相比,电池最高温度降低34.57℃,温差降低1.14℃。结果表明快充快放条件下液冷与相变材料耦合系统具有良好的动力电池热管理效果。