混合动力汽车用镍氢动力电池组的液冷系统仿真与试验研究

针对镍氢电池组温度过高会影响其充放电性能和使用寿命的问题,设计了一种液冷型的平铺堆叠式的镍氢电池组散热系统。基于混合动力汽车对电池组的功率需求和电池生热理论,建立了镍氢电池组的三维仿真模型,利用StarCCM+软件对电池组的温度场进行数值模拟仿真分析,并在混合动力汽车试验循环工况下对镍氢电池组进行了温度场试验。结果表明:仿真和试验的温度值吻合良好,电芯热平衡时的最高温度43.35℃,最低温度40.49℃,温差3.14℃,与仿真结果基本一致,该散热系统能够较好的控制电池的温升,满足HEV用镍氢电池组的设计需求。     

热辐射对电动汽车电池组分冷散热性能的影响

为了研究热辐射对小型电动汽车电池组自然风冷散热性能的影响,利用Fluent软件对在自然风冷情况下电池组的温度场进行仿真分析。研究了辐射温度和进气温度对电池组散热性能的影响。结果表明,热辐射对电池组风冷散热性能影响较大,在电池组散热系统设计时不能忽略热辐射的影响。     

高速列车牵引变流器冷却系统散热特性研究

在分析CRH3型高速列车牵引变流器冷却系统结构与工作原理的基础上,根据冷却系统热交换器实物尺寸、冷却液实际流速等参数,应用ANSYS有限元分析软件建立了牵引变流器冷却系统热交换器模型,并设置相应仿真边界条件,由ANSYS／FLOTRAN解析出热交换器的流场和温度场分布情况。通过对分析结果的后处理,计算得出了冷却系统热交换器的散热功率,其结果与牵引变流器功率损耗参数基本相符,验证了仿真分析的正确性。仿真分析结果有助于对高速列车牵引变流器冷却系统散热能力的评估,及冷却系统热交换器结构设计的改进,为进一步提高高速列车牵引变流器冷却系统的散热能力提供了理论依据;     

混合动力汽车用氢镍电池组散热系统研究

以某混合动力汽车用氢镍电池组为研究对象,建立其热模型与三维有限元模型,利用计算流体动力学软件ANS YS CFX对氢镍电池组的流场与温度场进行数值模拟分析,并在混合动力汽车循环工况下进行氢镍电池组的充放电试验。结果表明:仿真分析结果与试验结果具有较好的一致性,动力电池组能够满足混合动力汽车对电池散热性能的要求。     

电池组交替式风冷散热结构研究

电池组热管理可以保证电池在一个合适的温度区间内放电,提出了一种使用鼓风机控制电池组内空气往复的风冷散热结构。通过增设电流控制条件判断是否开启双向鼓风机交替工作;温差控制条件控制鼓风机周期性启动间隔时间。基于FLUENT软件对锂离子电池组在恒流放电下进行了温度场仿真,结果表明:与传统的风冷模型相比,使用本风冷散热后电池温度分布均匀,电池组整体温度保持在25～45℃,最大温差保持在指定温度,保证电池处于最佳工作温度范围内。     

风冷式车用锂离子动力电池包热管理研究

利用CFD软件对串行风冷式18650圆柱锂离子动力电池包的散热效果进行研究,探究了电池排布方式、电池间距及进风口风速对电池包温度场分布的影响,并设计实验对仿真模型进行了验证。仿真结果表明:当电池以2 C放电时,采用顺排排布的方式布置电池最有利于电池组的散热;减小电池间距可以抑制电池组的最高温度,当电池间距为4mm时电池组的温度均匀性达到最优;提高进风口风速能显著提升电池包的散热效果,当风速达到4 m/s时,电池组的最高温度为307.2 K,满足设计要求。     

动力锂离子电池热行为研究与风冷散热优化设计

发展新能源汽车是我国应对气候变化、缓解石油等不可再生能源枯竭的有效举措。动力锂电池作为新能源汽车的核心技术直接决定了其可靠性，安全性和续航性能。为此，建立了磷酸铁锂动力电池组(方形)的三维仿真模型，对单体电池以及动力电池组的产热行为和风冷散热特性进行仿真模拟，并对电池模块的散热结构进行优化设计。结果表明，在环境温度为20℃，风速为5 m/s，电池组顺排排布，且Y方向和X方向间距分别为32和4 mm时，风冷散热效果最好。     

液冷储能电池冷却系统的研究∗

当前储能电池的冷却以风冷散热为主,但风冷散热存在电池组散热效率低、系统噪声大、产品环境适应性 差等问题,给储能系统的推广应用带来了挑战.液冷系统具有换热系数高、比热容大、冷却速度快等优点,可将储能 电池组温升控制在更小范围内,有助于延长电池组的循环寿命.因此,更高效的储能液冷冷却系统成了工程技术人员 争相研究的新课题.通过研究锂离子电池的温度特性、冷却系统原理、不同冷却设备的特点等,提出了一种液冷储能 电池冷却系统方案,为储能电池的液冷冷却提供借鉴.     

电磁脉冲环境下电磁继电器温度场仿真

对电磁脉冲（EMP）环境下的电磁继电器温度场分布进行了三维有限元热电耦合仿真。在建立热分析模型时对热源进行了等效处理,通过电路仿真得到了电磁脉冲在电磁继电器接触系统回路中引入的干扰电流。在仿真中基于热相似理论计算了电磁继电器各向表面的对流散热系数,考虑了连接导线对散热的影响,得到电磁继电器的温度场分布。     

泡沫铝/石蜡PCM对锂电池组峰值温度的影响

泡沫铝/石蜡由于兼具较高相变潜热以及导热率,被认为是一种很有发展前景的散热材料。建立了电动汽车锂离子电池的三维热仿真模型,在仿真研究的基础上对电池组散热系统的电池排布与泡沫铝孔隙率进行了有交互作用的正交实验。用极差分析法和方差分析法得出这些参数及相应交互作用对电池组峰值温度的影响,确定了电池组散热系统的最优参数,仿真后的结果表明优化后的电池组散热性能良好。     

基于有限公式法和流固耦合的永磁牵引电动机冷却系统设计与分析

稀土永磁电机由于其高效、高功率密度的特点,在轨道交通牵引系统的设计中受到了广泛和密切的关注。由于其全封闭式结构,牵引电动机的负载能力主要受限于冷却系统的散热能力。建立了一台永磁牵引电动机的全封闭式自循环空-空冷却系统,通过对参数散热敏感性的分析,确定了适宜的冷却结构参数范围。针对该冷却结构,应用有限公式法进行三维温度场数值计算,确定了散热系统的结构参数,并用流固耦合仿真验算了计算结果。     

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(...     

高转矩密度电机温度场分析及冷却系统优化

针对电动客车用高转矩密度电机具有体积小、转矩大并且冷却结构水温高的特点,建立电机温度场仿真模型,设定了模型的仿真边界,对电机持续运行工况的稳态温度场和短时运行工况的瞬态温度场进行仿真分析,仿真结果显示该电机的温升满足设计要求,可以可靠运行。同时,对该电机冷却系统进行了研究和优化,结果表明,圆周螺旋水路结构的散热效果最好,可结合电机实际情况从工艺的角度来优化选择。     

高压湿式潜水电机转子三维温度场分析

为了更准确地研究高压湿式潜水电机的温度场分布情况,以3150kW、6kv高压潜水电机为例进行分析。建立了潜水电机转子三维温度场的物理模型和计算模型。考虑潜水电机冷却系统的特殊性,转子散热表面采用分段的方法加载散热系数。以电磁计算得到的损耗为热源,利用有限元软件对电机进行了温度场计算,并将计算结果与实测测量值和采用传统方法施加散热系数得到的温度场进行了比较,验证了该方法的准确性,为利用有限元法求解电机温度场时散热系数的加载提供了新的方法。     

液冷管道对动力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,但由于锂电池适宜工作最高温度为50℃,所以有效控制电池组温度对于电动汽车设计尤为重要。建立了液冷散热锂离子电池组有限元模型。对不同流道数量的电池组进行仿真,可知增加流道数量能够降低电池组最高温度;分别对相同截面积的圆形和矩形流道电池组进行放电过程热仿真,可知采用矩形流道能比圆形流道更能有效降低最高温度,但同时会提高电池组内最大温差;对不同长宽比的矩形截面流道电池组进行仿真,可知增大流道截面长宽比,能有效降低电池组的最大温度,但过量增大截面长宽比会提高电池组内温差,使电池组的均温性能下降。     

锂离子动力电池的散热及优化

基于锂离子电池对温度的敏感性,采用往复流对电池散热温度场进行仿真分析和优化,探究温度及温差对电池使用性能和安全性能的影响。根据电池组在不同环境温度下的仿真结果,制定散热控制方案并进行实验验证,其结果表明:优化后电池的温度均匀性明显提高,电池温度和温差可控制在电池使用的理想区间。     

纯电动汽车水冷电机控制器的热仿真和热分析

针对一种新型水冷电机控制器的主要热源IGBT模块,根据实际工作情况设计了相应的冷却系统,并基于Fluent软件对其进行散热分析,得出其温度场和流场的详细分布.分析结果表明,该散热结构设计合理,在满足实际需求的情况下保证了充分的温升余量.通过热敏电阻所在三个测点的实验验证,与仿真结果有较高的一致性,进一步验证了该冷却系统的合理性.     

车载动力电池组用空气电加热装置设计

随着电动汽车行业的蓬勃发展,动力电池组热安全问题越来越突出,需要有高温散热和低温加热的有效措施.与高温散热相比,电池组低温加热关注较少.根据传热学原理,建立了电热丝的换热模型,利用该模型设计并加工了一个加热箱.加热箱通过并联电热丝通电后加热空气:在箱子进口为恒定20℃空气,加热不足8 min,出口温度可达到90℃.再用加热箱出口的高温空气加热低温电池组:加热箱与电池箱串联后,置于-15℃环境中,加热约21 min,电池组表面温度达到0℃.证明了利用电热丝加热的高温空气为低温电池组加热是一种有效的方法.     

液冷泡沫铝PCM对锂电池组峰值温度的影响

石蜡由于具有较高的相变潜热,被认为是一种很有发展前景的散热材料。但由于它的导热率不高,热量不能很好地传递出去,会导致电池超温进而影响电池寿命,甚至发生安全事故。建立了一种新型的泡沫铝/石蜡相变材料与液冷复合式三维热仿真模型,在仿真研究的基础上对电池组散热系统进行改进。对改进后的模型进行仿真,结果表明优化后的电池组散热性能良好。     

大功率直流接触器温度场仿真及影响因素分析

对大功率直流接触器的温度场进行了三维有限元热-电耦合仿真.在建立热分析模型时通过热源等效处理,综合考虑了动、静触头间接触电阻和电磁系统中线圈的发热对接触器温升的影响.在仿真中基于热相似理论计算了接触器各向表面的对流散热系数,考虑了连接铜板对散热的影响,并利用试验对仿真结果进行了验证.基于该模型,进一步研究了接触压力、接触墩外露表面的散热面积、外壳的厚度和材料、连杆材料对接触器温度场分布和触头温升的影响规律,并利用数据拟合得到了触头温升与接触压力的函数关系,为接触器的性能改进和提升提供了理论依据.该研究成果也适用于其他同种类型的开关电器.