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《可再生能源》2017,(9):1395-1403
动力电池热管理不仅影响系统效率、充放电能力,而且事关系统安全性和可靠性,尤其"热失控"危害更甚。为此,针对大功率动力电池箱,提出一种基于热管-翅片-集热板组合,并结合加热器件、低功耗电控风扇及其智能控制算法的热管理系统。通过有限元计算模拟和实际充放电试验,验证了该热管理系统性能。以磷酸铁锂动力电池为例,计算与测试结果表明,1C高强度连续充放电情况能将电池组温升控制在15℃以内、风扇调速温差控制在2℃以内,严重故障时仍能将电池温度降至安全温度。此外,采用预热片对电池组预热,实现了电池组冷启动功能。该系统能有效解决过热、过冷情况下的电池组热管理问题。 相似文献
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电池热管理对电动汽车的安全和寿命至关重要。本文采用铝翅片铜管作为基础结构,设计一种结构紧凑、轻量型的18650型锂离子电池模组,采用基于PID原理的算法作为电动汽车空调系统电子膨胀阀的控制方案,实验研究R134a制冷剂直接气液两相流冷却电池模组的换热性能。结果表明:所提出的电池热管理系统能够快速响应温度的变化,并降低电池模组的温度。此外,当控制方案为动态温度PID算法时,电池模组以1 C倍率放电过程中电池之间的最大温差小于4℃,并且电池模组的最高温度低于36℃。 相似文献
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随着电动汽车的广泛使用,锂离子动力电池俨然成为纯电动汽车首选的动力来源,然而其热安全性问题也日益突出.基于此,本文针对车用锂离子动力电池在服役工况下尤其高温时存在的安全性差、工作不可靠及循环寿命短等热问题,根据电池的动态散热特性着重介绍了车用锂离子动力电池常用的冷却方法,包括空冷散热、液冷散热、相变材料冷却、热管冷却和耦合散热,说明了集多种冷却方式耦合的热管理系统与单一散热方法相比不仅能提高散热效率,还可以改善电池的均温性.并结合上述散热方法的研究进展及关键技术,主要在空冷通道优化、液冷结构设计及冷却液介质分析、相变材料应用特性、热管的冷却特性及热特性等方面进行了具体综述.最后,针对目前常用的动力电池散热方法中存在的问题提出了合理化建议,展望了电池热管理系统与汽车乘员热舒适性、电动机舱热管理及车辆热环境相耦合,形成整车热管理系统的开发,以期为电池热管理系统设计开发等相关领域的研究提供一定参考. 相似文献
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动力锂电池在快速充放电过程中,会产生大量的热量,具有热积聚热失控的风险,要对电池进行热管理。本文首先建立了电池电化学热耦合模型,对电池的温升特性进行研究,然后设计了基于复合相变材料(CPCM)的电池热管理系统,对电池在高倍率放电过程中进行控温管理,最后,比较了不同电池间距情况下,电池热管理系统对电池温度和温差的控制效果。数值仿真结果表明,单电池在3 C倍率放电过程中,电池最高温度为58.9℃,而当采用复合相变材料对电池冷却时,即使在35℃的环境温度下,也可以有效把电池最高温度控制在46.1℃,温差控制在3.6℃,从而能确保电池在适宜工作温度内安全运行,延长电池组的使用寿命和提高电池安全性能。更重要的是,通过对复合相变材料的固相率进行分析表明,固相率不为0时,可以有效控制电池温度和温差,而当热管理系统中的复合相变材料固相率为0时,电池组温度和温差均快速升高,因此通过对复合相变材料固相率指数进行分析,有助于复合相变材料的应用及热管理系统的优化。 相似文献
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针对燃料电池汽车余热驱动的吸附式制冷循环过程吸、脱附特性,采用动态的分析方法,对吸附式制冷系统的主要部件吸附床在不同阶段(等容加热、等压解吸、等容冷却、等压吸附)的工作过程,分别建立了动态方程,并就其制冷系统的蒸发器及冷凝器建立相应的动态方程。利用数值方法对数学模型进行求解.全面而系统地分析了循环周期、热源温度、外界空气温度、空调回风温度以及冷却水进口温度等参数对系统性能的影响。研究结果表明:随着循环周期的延长,单位质量吸附剂制冷功率值存在一个峰值.热源温度的提高、外界空气温度的降低、空调回风温度的升高、冷却水进口温度的降低等均有助于提高吸附式空调系统的性能。 相似文献
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锂离子电池组的热管理对电动汽车的性能和安全性具有重要意义。基于多通道蛇形波纹管液冷式热管理系统,以200个18650型锂离子电池组为热管理对象,对电池在各种充放电倍率下所需的冷却液流量、泵功消耗以及热管理收益进行了实验研究。结果表明,热管理系统对动力电池在各种充放电应用条件下都具有较好的热管理效果,电池最大温度和最大温差基本可控制在40℃以下和5℃以内。提高冷却水流速对系统热管理能力的提升具有一定的效果,但是随着流速增大,热管理能力提升的边际效益也更趋明显;而系统运行所消耗的泵功增加导致了热管理收益随冷却水流速增加而大幅降低。从电池的性能安全以及热管理有效性的角度综合考虑,各充放电倍率下热管理系统的冷却水流速都是以保证电池安全和性能指标的最低流速为优。 相似文献
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电池包的热管理对于避免过热和热失控等问题至关重要,必须采用主动冷却系统来保持电池的安全温度,提高电池的性能和寿命.液体冷却是一种有效的冷却方法,但是关于结构参数对冷却效果影响的参数化研究仍然缺乏.本文采用了一种基于微通道硅基冷板的液体冷却方法,采用计算流体力学方法建立流-固耦合散热模型.采用拉丁超立方法生成参数组合样本,通过多目标遗传优化方法开发出具有高效散热性能和较低能耗的冷却系统.实验结果表明,优化后的液冷系统能够有效地控制模块的温度低于45℃,单体电池间的温度偏差也可以控制在5℃的小范围内.本研究结果将为电池组件热管理系统的设计和优化提供有效的研究思路,有助于推动电池在实际产品上的应用. 相似文献
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针对部分制冷工质排气温度较高的现象,将不完全湿压缩方法应用于转子式制冷系统,通过在不同频率下改变压缩机的吸气状态(过热至不完全湿压缩),研究了系统循环性能及核心部件的热力特性。实验结果表明:不完全湿压缩下存在一个最佳干度控制范围0x0.96,在该区间内制冷量提升5.1%~5.5%,制冷性能系数(Coefficient of Performance,COP)提升5.4%~5.8%,排气温度较过热段改善20%以上,系统性能得到了明显提升;当吸气干度范围在0x0.96时,压缩机的热力性能基本维持良好,相较于过热段的极大值处,容积效率降低仅1%~2%,电效率降低亦仅1%~2%;不完全湿压缩下,压缩机频率的变化对系统性能及压缩机热力性能影响均较大;将压缩机运行于最佳干度范围区间0x0.96的较低频或是额定频率附近将获得最优综合效率。 相似文献
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针对目前电动汽车动力电池风冷散热能耗高、散热滞后的问题,提出一种基于最小能耗的动力电池风冷控制策略,根据车载导航系统预报的工况信息预测动力电池的未来温升,在满足动力电池散热需求的前提下以风机能耗最少为目标,运用分段式动态规划算法确定风机在未来路段的开启时机与最优风速。以添加了坡度信息的ARB02、HWFET和UDDSHDV的组合工况为测试工况,对动力电池未来温升的精度进行了硬件在环试验,得出实际路况试验温度与预报工况试验温度的最大差值为0.3℃,最大偏差率为0.7%。与其他两种控制策略进行了Fluent仿真对比,结果表明基于最小能耗控制策略下动力电池的最高温度为39.87℃,最大温差为1.1℃;风机能耗是全程开启型控制策略的77.2%,是温度开关型控制策略的53.7%。该策略能有效控制动力电池的温度且风机能耗最小。 相似文献
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随着新能源产业飞速发展,纯电动汽车的市场渗透率迅速上升。而制约电动汽车使用的一大关键因素,就是环境温度。在低温下,动力电池的功率特性衰减、电池内阻增大、电池可用容量降低。这些负面因素将直接影响电动汽车的续航里程与安全性。基于动力电池低温加热策略的主要产热区域,将目前锂离子电池低温加热策略划分为电池内部加热策略和电池外部加热策略两个大类。分别对这两个大类进行更详细的梳理,对目前的锂离子电池低温加热策略进行了系统的研究。分析了各种加热策略的优点与弊端,并针对存在的问题提出了解决意见。可为后续电动汽车动力电池低温加热策略的研究、锂离子电池低温下热管理系统的设计提供参考。 相似文献