基于微小通道波形扁管的圆柱电池液冷模组散热特性

针对圆柱动力电池的散热特点,建立一种基于微小通道波形扁管的液冷电池模组. 采用电化学热模型对该模组的散热特性进行三维瞬态分析,通过改变波形扁管的通道数和接触角对液冷结构进行优化. 10通道的波形扁管散热优势明显,增大波形扁管的接触角可以提升液冷结构的散热效率并改善电池组温度分布均匀性. 当电池模组在35 °C环境下以1 C倍率放电时,即使质量流量低至4×10^?3 kg/s,使用接触角大于40°的10通道波形扁管可将电池组表面最高温度控制在40 °C以下,同时将温差控制在5 °C以内. 在优化工况下进行实验以验证该电池模组的换热性能. 仿真结果与实验值基本一致,这验证了微小通道波形扁管的散热有效性;仿真结果可为圆柱动力电池的热管理提供参考.     

导热硅胶/相变材料复合组件在电池热管理中的应用

一种低温导热硅胶/相变材料复合组件在电池模组中的使用,有效地解决了相变材料由于液化而发生的析出问题,同时保持相变材料高导热与高潜热值.由于导热硅胶片具有一定的弹性与黏性,使得整个系统具有一定缓冲作用,减少了相变材料与电池之间的接触热阻,进一步提高了整个系统的散热性能.在3C放电倍率下,相比自然冷却方式的66.63 ℃,...     

两种双口出风模式电动汽车自然进风散热研究

采用FLUENT软件,对不同环境温度和充放电倍率时,两种双口出风模式电动汽车动力舱自然进风散热进行研究,结果表明:电动汽车动力舱自然进风散热性能随着车速提高而改善,电池组最高温升曲线的斜率明显高于内部最大温差,表明高速气流更有利于电池组内部温度降低;不同环境温度和充放电倍率下,双口上出风口模式的电池组最高温升和内部最大温差均低于两边出风口模式,可见将两边出风口模式改为双口上出风口模式,电动汽车动力舱自然进风散热性能将得到改善．     

基于18650型磷酸铁锂动力电芯的产热和电化学行为分析

测试某知名进口和国产的A款和B款18650磷酸铁锂动力电芯在室温（25℃）、低温（–20℃）和高温（55℃）下不同放电倍率的温度性能、产热行为和电化学性能,分析两款电芯放电容量、放电电压平台、交流阻抗、电芯过充循环后直流内阻随着荷电状态的变化规律.结果表明环境温度和放电电流越高,电芯最高温度和温升斜率急剧增加;室温10 C放电时,B款最高温度比A款增加13.2%; B款电芯低温工况大电流放电时,电芯仅放出2.65%的电量,几乎失去正常放电电压平台;电芯的直流内阻随着荷电量的增加呈下降的趋势,过充导致电芯的直流内阻最大增加24.19%.     

动力锂离子电池老化速率影响因素的实验研究

针对动力锂离子电池的老化现象,以高比能量锂离子电池LG-21700为研究对象,以放电容量、欧姆内阻以及极化内阻作为表征参数,基于电池测试系统分别探究了充电倍率、放电倍率、充电截止电压、放电截止电压以及环境温度5种老化应力对电池老化速率的影响.研究结果表明:充放电倍率越大时,容量衰减速率越快,欧姆内阻和极化内阻的增长速率越快;充电倍率是影响老化速率的决定性因素,当充电倍率达到1.00 C时,电池的循环性能极差;充放电的截止电压区间越大,电池容量衰减速率以及欧姆内阻、极化内阻的增长速率越大;恒流恒压的充电方式有助于延缓老化;动力电池在低温环境中进行老化时,由于锂沉积的作用,其容量衰减速率以及内阻增长速率剧烈升高.综合考虑电池的容量特性、循环特性以及工作温度,在30～35℃进行充放电不仅可以延缓电池老化,还可以提高电池的工作性能,保证电池安全.综上,减小充放电倍率、充放电深度以及在合适的环境温度使用电池可以有效延长电池的使用寿命.     

电动汽车锂离子电池散热加热设计

锂离子电池热管理已成为制约电动汽车商业化的瓶颈,为解决此问题,将微热管阵列应用于锂离子电池散热和加热系统.通过测量布置热管前后电池表面温度可知:在1C充放电倍率下,散热系统能有效降低电池模组的温度及电池间温度差异,将温度和温度差值分别控制在40℃与5℃之内;通过加热片加热热管,有效提高电池低温放电性能,从而提高电池持续充放电过程的稳定性和安全性.     

新型管状相变材料热管理系统的数值仿真与实验研究

设计了一种新型的管状复合相变材料(tubular Composite PCM,t-CPCM)结构,用以替代传统的块状复合相变材料(block-shaped Composite PCM,b-CPCM)结构,将其耦合强制对流换热后应用于电池热管理。仿真结果表明,相比于b-CPCM电池仿真模型,t-CPCM电池仿真模型不仅流道分布更加均匀,而且对流换热面积更大,理论计算得出的对流换热热阻仅为0.8 K·W⁻¹,是b-CPCM电池仿真模型的1/20。实验结果表明,t-CPCM电池模组优异的散热性能可以有效地控制电池温度,t-CPCM电池模组的最高温度仅为46.9 ℃,温差为0.8 ℃;而b-CPCM电池模组的最高温度高达51 ℃,温差均为5 ℃。所设计的管状复合相变材料在电池热管理方面具有良好的应用价值。     

锂离子电池充放电过程中的热特性研究

为了在某一恒定温度下准确研究电池充放电过程中的吸放热特性,本文以18650LiCoO_2电池为实验对象,采用等温量热仪和充放电柜对锂离子电池在充放电过程中的产热行为进行研究。研究结果表明,随着充/放电倍率的增大,电池放热速率明显升高,在20℃条件下,1C倍率放电后期产热速率较0.3C增加了530.5%;在同一倍率条件下,LiCoO_2电池0℃与40℃相比,充电时间增加了10.2%,严重影响了LiCoO2电池的充电性能;在相同条件下,放电过程中电池产热量要远大于充电过程中电池产热量。本文为电动车用锂电池热安全研究提供了可靠的参考依据。     

电池排布方式对21700锂电池相变热管理系统的影响

以21700锂离子电池组为研究对象,对不同排布方式下的锂电池分别控制电池间距、对流换热系数和相变材料(PCM)导热率,并对其进行有限元仿真。研究了电池间距、对流换热系数和PCM导热率对相变电池热管理系统(BTMS)下不同排布方式(长方形、四边形、六边形)的电池组温度场的影响。结果表明：当电池间距为4 mm和6 mm时,3者具有近似的最高温度,而当电池间距为2 mm和1 mm时,长方形排布的电池组最高温度最大,在2 mm时长方形排布的电池组最大温升分别为四边形排布下和六边形排布下的电池组的105.86%和108.25%,而3者的温差均随间距增大,总体呈现出变小的趋势;在不同的对流换热系数下,长方形排布的电池组最高温度总是最大而四边形最小,随着对流换热系数的增大,3者温差呈现出变大的趋势;随着PCM导热系数的增大,3者的最高温度均不断下降且下降速率越来越小,在5种不同PCM导热系数下,长方形排布的电池组最大温升平均是四边形排布和六边形排布电池组的105.31%和106.02%,3者的潜热储热阶段的温差均有减小,显热阶段对长方形和六边形的温差没有影响,四边形的温差却不断增大。综合考虑最高温度...     

负载隔离式电动汽车动力电池建模及仿真研究

针对传统电动汽车采用单一电池组作为储能系统导致动力电池组发生过充、过放和过热等问题,本文基于负载隔离式电动汽车工作特性,提出了两组动力电池交替放电为车辆提供能量。分别搭建两组动力电池仿真模型,结合动力电池运行基本参数,在Matlab/Simulink环境下建立了基于逻辑门限值方法的动力电池充放电切换控制策略;在Advisor中串联式混合动力电动汽车的基础上进行二次开发,将两组动力电池的模型以及充放电切换控制策略模块嵌入到顶层模型中,结合工况对整车进行仿真实验分析。实验结果表明,该动力电池仿真模型所建立的动力电池充放电切换控制策略可行,可以满足负载隔离式电动汽车在不同工况下对功率的需求。该研究具有一定的实际应用价值。     

Modeling and Optimization of Heat Dissipation Structure of EV Battery Pack

In order to solve the problems of high temperature and inconsistency in the operation of electric vehicle (EV) battery pack,computational fluid dynamics (CFD) simulation method is used to simulate and optimize the heat dissipation of battery pack.The heat generation rate at different discharge magnifications is identified by establishing the heat generation model of the battery.In the forced air cooling mode,the Fluent software is used to compare the effects of different inlet and outlet directions,inlet angles,outlet angles,outlet sizes and inlet air speeds on heat dissipation.The simulation results show that the heat dissipation effect of the structure with the inlet and outlet on the same side is better than that on the different sides;the appropriate inlet angle and outlet width can improve the uniformity of temperature field;the increase of the inlet speed can improve the heat dissipation effect significantly.Compared with the steady temperature field of the initial structure,the average temperature after structure optimization is reduced by 4.8℃ and the temperature difference is reduced by 15.8℃,so that the battery can work under reasonable temperature and temperature difference.     

Modeling and Optimization of Heat Dissipation Structure of EV Battery Pack

In order to solve the problems of high temperature and inconsistency in the operation of electric vehicle (EV) battery pack,computational fluid dynamics (CFD) simulation method is used to simulate and optimize the heat dissipation of battery pack.The heat generation rate at different discharge magnifications is identified by establishing the heat generation model of the battery.In the forced air cooling mode,the Fluent software is used to compare the effects of different inlet and out-let directions,inlet angles,outlet angles,outlet sizes and inlet air speeds on heat dissipation.The simulation results show that the heat dissipation effect of the structure with the inlet and outlet on the same side is better than that on the different sides;the appropriate inlet angle and outlet width can improve the uniformity of temperature field;the increase of the inlet speed can improve the heat dissipation effect significantly.Compared with the steady temperature field of the initial structure, the average temperature after structure optimization is reduced by 4.8益and the temperature difference is reduced by 15.8℃,so that the battery can work under reasonable temperature and temperature difference.     

基于相变材料的太阳能电池板温度控制实验研究

对使用石蜡作为相变材料的太阳能电池板被动式散热器进行了实验。选择在相变材料中的不同位置安置格栅,在同一热流密度下,对4组散热器的瞬态热性能进行了研究。结果表明,具有格栅的相变材料散热器可用于冷却太阳能电池板。相变材料的融化情况与格栅位置和接触面积有关,加装垂直于翅片方向格栅的散热装置的散热效果较佳。     

Numerical simulation on heat transfer enhancement of phase change thermal storage devices for low-middle temperature

Using Ba(OH)_2·8H_2O as phase change material(PCM) and water as heat transfer fluid(HTF),we numerically simulated annular finned-tube heat exchangers.In order to measure and analyze the impact of parameters in the heating/cooling process,temperature changes of different monitoring points,fin widths,and fin pitches as key parameters were considered and applied.The experimental results show that the heat exchange process can be divided into three stages within a certain time.The faster heat transfer rate is associated with the greater temperature difference between PCM and HTF.Furthermore,fins width and pitch affect dramatically the heat charging/discharging rate.The large fins width or small fins pitch is beneficial for extending the heat exchange surface,leading to improve heat transfer efficiency.     

HEV电池的产热行为及电池热管理技术

分析了HEV电池在充电、放电和过充电等条件下热产生机理和该领域国外有关试验测量结果.在归纳了采用风冷、液冷方式优缺点的前提下,指出采用相变材料(PCM)的热管理系统是未来锂离子动力电池热管理的重要方向.最后对电池热管理系统的设计步骤进行了归纳.