ANSYS软件在热电池热模拟中的应用

简要介绍了使用ANSYS对热电池进行热模拟的流程,并针对具体的热电池进行了初步分析。通过对比,模拟结果与实测值基本吻合,说明热模拟对电池热设计具有指导意义。     

热电池热模型的研究

从热电池的基本工作原理出发,研究了热电池放电过程中热量的产生、传递、散失变化特征.并通过计算机软件,将电池模型进行网格划分,依据热量平衡原理,建立电池的热传导方程,利用"有限元法"动态模拟电池放电热过程特征与规律.并通过对电池表面以及内部温度测量进行比较分析,证明了该热模型能够正确地模拟电池放电过程的温度变化.     

锂离子电池温度变化热模拟研究

利用锂离子电池热模型对环境温度,热交换系数,电池大小以及电池荷电状态对电池温度变化的影响进行了模拟计算研究;结果表明:环境温度越高,电池热交换系数越小,电池越大,荷电状态越高,电池发生热失控的温度越低,概率越大。同时还模拟了绝热条件下锂离子电池的自放热过程。     

热电池电性能模拟研究

在恒温条件下进行单体电池放电实验,使用有限元分析软件ANSYS对电池组设计方案进行热模拟,得到任意时刻各单体电池的温度分布.以上述实验和模拟结果为基础,预测了给定放电电流曲线下整个电池组的放电电压曲线.预测结果和电池的实测值比较接近,具备了工程应用价值.     

热电池安全性设计和验证的研究

本文对目前热电池安全性相关的标准进行了分析,从热电池安全性设计和验证两方面进行了研究,总结了热电池安全性的设计要求,主要包括体系选用设计、构形和结构设计、热设计等三类共七个要素。同时提出一种通过高温空载试验验证热电池安全性的方法。该方法通过合理模拟热源,不仅节省成本,还可以缩短新产品研制周期;通过极限拉偏考核,使其安全性考核更高效、更彻底。     

锂离子电池热模型的研究动态

锂离子电池具有高能量密度、高功率密度、高循环次数及高电压等特点,在新能源产业占据越来越重要的地位。锂离子电池的循环效率、容量、功率、安全性、可靠性和寿命等诸多性能与温度密切相关。热模型可以模拟电池在应用条件下的热行为,研究电池产热、传热、散热的规律,实时计算电池内部和表面的温度变化以及温度场信息,为电池和电池组热管理系统设计与优化提供依据。首先介绍了锂离子电池热模型的类型及产热来源,然后阐述了锂离子电池电化学-热耦合模型、热滥用模型和电-热耦合模型的研究进展,最后根据当前锂离子电池热模型存在的问题对其今后的发展方向进行展望。     

ANSYS软件在热电池随机振动工装设计中的应用

介绍了ANSYS软件,并使用其对某热电池试验工装进行随机振动模拟分析。通过分析及试验验证,结果表明试验工装A设计不满足工装设计原则,且在热电池支耳处产生应力较大,热电池在试验工装A上所受加速度量级被放大,从而优选出试验工装B作为热电池随机振动用试验工装,为后续热电池试验工装设计与工程试验提供一种新的思路和技术方法。     

储能用锂离子电池组热管理结构设计

利用风扇强制对流换热,对储能用锂离子电池组进行热管理结构设计和性能研究。通过利用软件STAR-CCM+的包面、多面体网格生成及其求解等功能,对热管理结构设计进行数值模拟,分析了电池散热结构的温度场和流场分布情况,结果表明:电池箱具有良好的温度一致性,系统冷却效果良好。     

质子交换膜燃料电池的热模拟

介绍了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的热问题模拟现状,根据研究问题的需要,对模拟相关的模型进行了描述,并应用计算机模拟技术对质子交换膜燃料电池进行了热模拟。从热源、温度场在质子交换膜燃料电池内部的分布情况以及电池性能等方面进行了分析和讨论,得出了结论:热源、温度在质子交换膜电池内部分布的不均匀性和不同电流密度情况下膜电极组件的温差。电池性能曲线与试验结果进行了比较,模拟与试验结果基本吻合。     

高功率锂离子电池热特性研究

动力型锂离子电池安全性与其热特性具有十分密切的关系。对38120型高功率圆柱电池的引流结构进行了优化,优化后的电池结构大大改善了电池的大电流放电能力。而后以加速量热仪测定了电池在不同放电倍率下的温升、热功率、比热容等参数,对电池的放热特性进行了研究。     

导热硅胶形状对液冷式电池组热性能影响研究

随着电动汽车能量密度的增加以及充放电功率水平的提高,动力电池热问题日益突出,电池热管理系统设计显得尤为重要。从动力电池组应用场景出发,建立了液冷式电池组有限元模型并仿真分析了4种导热硅胶形状对电池组热性能的影响。研究发现,随着导热硅胶与电池组接触面积的减少,电池组温度有所上升,但温差较小。相比于常规设计方案,改短设计方案在电池组温度略微上升的条件下温度均匀性改善明显,可以为电池热管理系统设计提供参考。     

深海潜标系统的锂电池保温材料效果研究

深海潜标系统的锂电池保温对其放电效率有较大影响,以为潜标系统供电的锂电池保温材料为研究对象,进行数值模拟与实验研究,分别对加入保温材料石蜡、聚氨酯发泡、气凝胶毡的锂电池及无保温材料锂电池在相同条件下进行内部温度与放电效率比较分析。用无保温电池作为对照实验,发现合理地加入保温材料可以有效提高海洋锂电池的放电效率。实验研究结果对潜标系统电池的保温材料的选择具有一定的指导意义。     

热电池可靠性验证方案探讨

探讨了热电池可靠性验证方案。热电池用户可用积累数据进行评估 ,每年或两三年或累计总电池数超过 5 0 0只按文中公式 (1)计算得出此热电池的可靠度 ,其中对轻、重缺陷根据经验可分别采用 0 .2和 0 .6的权重计算。承制单位可用每年批抽样检验数据累计评估 ,具体方法可参考 3 76《火工品可靠性评估方法》选择热电池的激活时间和工作时间两项参数进行评估计算。专项组织可靠性验证试验 :子样可确定为 75只 ,选定激活时间和工作时间两项进行计算得出该热电池的可靠度确定值 ;设计定型后生产技术状态稳定的可以按文中 15式计算 ;热电池的可靠性在鉴定试验时可以按文中 (11)式进行计算 ,即高温、低温和常温三种状态分别计算 ,一种状态不合格 ,则确定该热电池可靠性不合格     

锂离子电池热模型研究进展

锂离子电池的热模型对于锂离子电池单体和热管理系统的设计有重要帮助,是研究改善锂离子电池安全性的重要工具.介绍了国内外关于锂离子电池热模型的研究进展,包括电化学一热耦合模型、电一热耦合模型和热滥用模型,以及以这些模型为基础,在锂离子电池单体设计、热管理和安全性研究方面做的工作.在此基础上,分析了当前研究有待于深化的地方,为下一步研究提供参考.     

锂离子电池热失控风险综述

针对锂离子电池在循环过程中可能出现的燃烧、爆炸等安全问题,在概述电池热失控滥用工况及诱发机制的基础上,总结电池在宽温域内可能出现的性能衰退、失效形式和热失控风险,并提出电池在低温、正常温度和高温等环境下工作的保障措施,以促进锂离子电池安全发展.     

动力锂离子电池撞击过程中热稳定性研究

针对动力电池在使用过程中所遇到的最危险的汽车事故(汽车碰撞)进行了模拟,即模拟了电池的内部短路,以便获得在汽车碰撞过程中,影响动力锂离子电池热稳性的主要因素.实验结果表明,电池荷电状态、充电电压(或开路电压、放电电压)越高,电池的热稳定性越差;环境温度越高,电池的热稳定性越差;电池的容量越高,电池的热稳定性越差;电池长...     

基于半导体制冷技术的动力电池热管理系统研究

研究了一种利用半导体制冷技术的电池热管理系统。首先分析了电池的生热特性及传播规律,指出电池需要工作在合理的工作范围内,然后建立电池的热效应模型和半导体制冷模型,并对单体电池温度场进行了仿真和实验,实验验证了模型的正确性。根据实验结果对模型进行了校正,使模型更符合实际情况。最后对电池组半导体制冷热管理系统进行了仿真,结果表明半导体制冷片对单体温度场和电池组温度场都能够进行有效的调节,使电池工作在合适的温度范围内。     

热电池用正极片的稳定性研究

为了改善LiB体系大容量热电池的安全性,探索性开展了热电池用正极片的稳定性研究,确定了正极片稳定性测试方法,开展了测试方法的应用评价,结果表明,正极片的稳定性测试可用于评价LiB体系大容量电池的空载安全性。为了优化大容量电池的安全性,研究了不同含量氧化镁添加剂对正极片稳定性、电池安全性和电性能的影响,结果表明,向正极D中加入5%氧化镁添加剂,既改善了电池的空载安全性,又实现了电能的高效输出,工作时间较目前通用的正极C提升了5%。