轻型纯电动商用车动力电池冷却性能分析

以国内某轻型客车用电池包为研究对象,对现有电池冷却方案进行了性能试验对比和数据分析,分析结果表明:单一试验工况自然冷却温升缓慢,前后两箱温升趋势一致,温差小,一致性好。强制冷却方式风道进口处因受到舱内较冷空气流影响,温度最低点出现在进口侧,且前箱出风口不顺畅,后箱产生的热量带到前箱后不能及时排出,导致前箱比后箱温度普遍要高些,电池最高温度点在前箱的总正、总负极柱点;温差大,一致性差。顺序试验工况电池最高温度自然冷却比强制冷却高4℃,温差自然冷却比强制冷却低10℃左右。通过分析,确定了电池最终的冷却形式,为后续同类纯电动车型电池冷却设计提供了考核方法和相关参考依据。     

强迫风冷对电磁除铁器工作效果的影响

电磁除铁器磁感应强度随励磁线圈温度的升高而减小,实验数据表明自然冷却除铁器线圈温升约为100~130℃,其热态磁场较冷态相比衰减约20%~30%。风冷除铁器利用风机强迫风冷,抑制线圈温升,减少冷热态磁感应强度差异,提高了除铁器的热态工作效果。     

强迫风冷对电磁除铁器工作效果的影响

电磁除铁器磁感应强度随励磁线圈温度的升高而减小,实验数据表明自然冷却除铁器线圈温升约为100~130℃,其热态磁场较冷态相比衰减约20%~30%。风冷除铁器利用风机强迫风冷,抑制线圈温升,减少冷热态磁感应强度差异,提高了除铁器的热态工作效果。     

增程器风冷电机散热方案仿真分析及测试验证

风冷电机在小功率增程器市场有广泛的应用,特别是工程机械方面,但由于风冷方式的冷却能力相对较弱,需进行充分的散热验证。本文以一台额定功率25kW增程器用风冷电机为研究对象,首先采用流-热-固耦合模拟方法对电机壳外流场及电机各部件的温度分布和温升进行稳态仿真分析、对绕组温升进行动态仿真分析,再通过台架温升测试验证了风冷电机散热结构设计的合理性。分析结果表明该电机风冷散热方案满足散热需求,电机温升约为75℃,环境温度45℃的线圈最高温度为120℃,满足电机绝缘耐热等级为F级的要求。电机的仿真温升和实测温升基本一致,验证该风冷散热设计方案设计的可行性和仿真方法的可靠性。     

基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验

针对电动汽车动力电池在充放电工作过程中由于热量聚集而导致的温度场非均匀性问题,采用数值仿真与试验相结合的方法,基于电池内阻温升特性,考虑耦合正负极耳的热影响,建立生热速率的时变内热源模型,获得更加精确的电池温度场分布及其动态变化规律,并深入进行温度一致性分析。以某车用锂离子动力电池为样本,对电池单体及模块分别进行温升计算和三维温度场分析及相应的测试试验。结果表明:同一充/放电倍率下,放电温升明显大于充电温升,且电池最大温差随着倍率的增大而增大;电池的温升是一个随时间先增大后恒定的非线性变化过程,且随着放电倍率的增大电池温升速率越大;电池模块温度场并非电池单体温度场的简单叠加,且在相同充放电倍率下电池模块的热一致性不如电池单体。     

一种汽车电池热管理与热失控阻延结构设计与分析

过热的工作温度会影响电池的使用效率,同时也使电池存在巨大的安全隐患.提出了一种热管理与热失控阻延系统,包括基于流体的冷却循环系统,基于惰性气体与制冷剂的热阻延系统以及集成控制系统.模拟仿真发现所设计的控制系统可以满足多数电池工况下对各装置的控制,但在单体电池热失控的情况下,环境与电池过大的温差会使其判定不够准确,最大测量误差达到了17℃.因此,基于温升快慢以及温度的一致性对控制系统增加了特殊工作模式,提高了控制系统判定的准确性;惰性气体在箱体内的扩散快慢与进气速度有关,2.5 m/s的进气速度可以满足气体扩散完成先于电池热失控的条件;所设计的系统集热管理与热失控为一体,解决了电池发生热失控时缺乏紧急处理的问题,具有一定可行性.     

基于自然冷却与强制风冷的永磁同步电机散热仿真试验

损耗引起的温升是确定电机定额的主要因素。利用模拟软件Fluent与流固耦合传热机理,在一台1.9kW永磁同步电机上研究了自然冷却和强制风冷两种冷却方式对电机温度分布特征的影响,并制作样机进一步试验。仿真结果与试验结果相近,验证了仿真的准确性。     

电动汽车锂离子动力电池冷却方案的对比研究

针对电动汽车磷酸铁锂离子电池(Li Fe PO4)在高温环境下寿命缩短、安全性降低的问题,为了保证其合适的工作温度范围,开展了动力电池组冷却方案的对比研究。运用Fluent软件建立了电池组-空气的三维流固耦合模型,计算了电池组在典型放电状态下的温度场分布,同时采取并行通风形式,以电池组内最高温度和最大温差值为指标,分析对比了不同温度、不同流量条件下,环境风强制对流冷却、空调风强制对流冷却及导热油强制对流冷却3种方案对各典型放电状态下电池组的冷却能力。研究结果表明,对工作中的电池组采取强制对流冷却措施是必要的,在较高的环境温度下,高流速的环境风冷却或较低温度的低速空调风冷却能够满足电池组冷却需求;导热油强制冷却能够以较低的流动速度显著降低各个倍率条件下工作的电池组最高温度及最大温差,是一种有效的冷却方案。     

基于分流式热沉的锂电池热管理系统研究

锂电池热管理的目标是为了确保电池组的最大温度和电池单体之间的温差在合适的范围内,本文通过数值模拟研究了分流式热沉和矩形直通道热沉对方形锂电池包在1C放电倍率下冷却效果,结果表明:分流式热沉具有更加优良的换热性能和热均匀性,在入口流量为0.03~0.27kg/s范围内,冷却液为进口为300K的水和乙二醇混合物,相较于矩形直通道热沉,分流式热沉可以将电池包的最大温度降低2°,电池单体的最大温差相较于矩形直通道降低最高可达72%。     

强制风冷在大型铸钢件砂芯上的应用

通过活动横梁铸件简化模型研究了冷铁、自然风冷和强制风冷对厚壁回转体大型铸钢件凝固时间和砂芯温度场的影响。砂芯采用强制风冷铸件凝固时间最短,而采用冷铁不能缩短铸件凝固时间。通过对比不同冷却条件砂芯的温度场发现无强制冷却砂芯和冷铁砂芯分别在13 h和12 h出现热饱和现象,随后砂芯中心到铸件的温度梯度转为负值,砂芯向铸件输送热量;而砂芯采用自然风冷和强制风冷时从砂芯中心到铸件建立了正的温度梯度,能有效吸收铸件凝固期间释放的热量而改善其冷却条件;强制风冷对流换热系数高,冷却作用明显。对活动横梁铸件原始工艺改进,砂芯采用强制风冷;模拟结果与原始工艺相比缩孔位置上移,表明冒口补缩能力增强;同时砂芯实测温度场与模拟温度场相吻合,验证了模拟结果的可行性,由于砂芯在高温热作用下的时间短,经改进工艺所生产的活动横梁铸件中心孔表面无机械粘砂。