基于浸没冷却的锂离子电池热管理性能研究

锂离子电池热管理系统是控制其在合理温度范围内工作的重要手段,其中浸没冷却是十分有效的锂电池热管理方式.开展了不同绝缘冷却液和不同充放电倍率下18650型锂离子电池浸没冷却热管理的实验研究.详细分析了浸没冷却对锂离子电池表面最高温度、表面温度均匀性及各项电学性能的影响.研究结果表明,三种绝缘冷却液都有较好的降温效果.其中...     

锂电池电-热耦合模型热管理系统仿真分析

锂离子电池的工作温度维持在适宜范围内,是保障电池安全、高效和长寿命使用的必要条件。构建符合其特性规律的锂离子电池电-热耦合等效电路模型,并对其进行离散化,通过仿真结果与实验数据对比验证了模型的精确性与可靠性。然后基于电-热耦合模型优化并行风道式散热系统的进口风速、楔形风道角、电池单体间距、表面偏移角四个参数,将并行风冷系统中四个参数数值利用正交优化法来设计实验组合,分析出各实验因素权重关系,通过较优组合结果对比得到并行风冷结构的最优参数组合,最优参数组合下的并行风冷系统使得电池组在25℃下工作的最高温度为30.72℃,温升为5.72℃,温差为4.54℃,满足电池组对工作温度的要求。     

风冷式CPCM锂离子电池热管理系统性能分析

针对圆柱形锂离子电池,提出一种风冷式膨胀石墨(EG)石蜡复合相变材料(CPCM)电池模组散热结构.建立了该电池模组的热仿真模型并进行数值模拟,结果表明,EG的质量分数为12％时,电池模组的最高温度及温差同时达到最低值;电池模组进行连续1C充电/3C放电充放电循环,空气流速为3m/s时,在两次充放电循环过程中,每一个时刻...     

锂离子电池组热管理系统研究现状

归纳锂离子电池组结构设计的要点,包括冷却介质的流通方式、进出口设置和电池的排列。总结现有电池冷却和预热技术的优缺点。空气冷却系统结构简单、应用广泛,但效果较差;液体冷却系统效果显著,能耗较大、密封要求高;相变材料的应用需要提高导热率和比热容;热管冷却系统结构紧凑,配合风机冷却效果更佳。相对于内部加热系统,电池组外部加热系统结构简单,但加热速度较慢。冷却/加热一体化电池组热管理系统的开发,将是研究的方向。     

基于分层电化学热耦合模型的锂电池放电过程研究

软包锂离子电池由许多电池单元叠压形成,其中电池单元的电和热行为对电池的整体安全性有很大的影响。为了研究电池单元与单体之间的关系,采用多孔电极理论建立了大容量软包锂电池的分层多维模型,并考虑了瞬态温度变化与电化学反应间的相互作用关系。利用该分层模型研究不同温度下电池放电过程中的电化学和热特性,得到更为真实的电池温度场分布。此外,本文介绍了表征电池单体内不同电池单元荷电状态分布的均匀指数。仿真表明,电池单体内的温度梯度差异加剧了不同电池单元间的过电位不一致和电流密度不一致程度,有利于进一步研究单体电池的衰退演化轨迹。     

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.     

锂离子电池热管理系统综述

锂离子电池对温度较敏感,在不同温度下会发生复杂的电化学反应。温度过高或过低均可能引起电池性能衰减,甚至诱发热失控,需要引入热管理系统控制电池温度,改善模块温度均匀性。根据传热介质的不同,将热管理技术分为风冷、相变材料、液冷和热管,分析各技术在应用中的优缺点和改进策略。从成本、控温效果和持续性等方面,对各技术进行多角度的综合性分析和评价,以明确适用范围。对多种技术相结合的耦合式系统进行可行性分析。     

基于热-电耦合模型的锂离子电池热特性分析

锂离子电池的热效应不仅影响电池的性能和使用寿命,同时也是电池安全使用的一个隐患。针对18650型锂离子电池的热效应,建立一维电化学与二维传热耦合模型,并对模型进行数值计算及试验验证,重点分析了热电耦合模型对18650型锂离子电池温升效应的预测及工作温度对锂离子电池放电容量的影响。结果表明:热电耦合模型可以较准确地预测锂离子电池运行过程中的温度场变化,工作环境温度对单体电压无影响,但对锂离子电池充放电影响较大,环境温度升高,锂离子电池材料活性增大,放电容量增大。     

基于微通道扁管复合冷却电池热管理仿真分析

为解决锂离子电池在高温环境下寿命衰减的问题,设计了一种基于微通道扁管的电池热管理系统,并对其冷却能力进行了理论分析和数值模拟.微通道扁管冷却型电池模块在最大连续放电倍率下的最高温度为32.22℃,最大温差7.05℃.为降低电池模块温度的不均匀性,进一步开发了结合相变材料和热解石墨片的两种复合冷却热管理系统.改善后的复合...     

液体接触式电池热管理系统流道设计流速优化

设计了一种液体直接接触电池的热管理系统,提出了顶部平行式U型流道、底部平行式U型流道和高低交错式U型流道三种不同形式的流道结构并建立了相应结构的流固耦合热模型,利用Fluent对三种流道结构的散热和加热效果进行模拟比较。结果表明:高低交错式U型流道结构比平行式U型流道结构具有更好的散热、加热综合效果。最后对高低交错式U型流道结构的流速进行了优化分析,在1 m/s的最佳流速下电池3 C(111 A)倍率放电的最高温度和最大温差分别为39.85和3.5℃。-30℃预加热到10℃后箱体内油液的最大温差为6℃,电池最大温差为3℃。     

热电池热模拟研究

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。     

风储电池能量管理系统的功能设计及实验分析

主要对10 kW/20 kWh风储锂电池的能量管理系统进行设计,所设计的系统共包括2部分:储能管理单元和电池管理单元。其中的储能管理单元不仅可控制电池储能系统充电和放电、还可监测其状态并对所收集的数据进行分析;电池管理单元可通过监测电池的温度和电压等对电池进行实时保护和均压控制,通过这2个系统的相互协调可对储能系统的充放电过程进行安全动态管理。通过实验对所设计系统的有效性进行验证,从而为锂电池储能系统在工程中的应用奠定一定的基础。     

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。     

基于非均匀翅片液冷板的电池热管理性能研究

为有效降低动力电池组最高温度和减小温差,减少液冷板质量和泵的功耗,提出非均匀翅片液冷板设计.Fluent软件建立了非均匀翅片液冷板与动力电池的流动传热耦合模型,通过实验获得电池在5 C放电条件下的产热率,研究该工况下固定几何翅片、X方向非均匀翅片和Y方向非均匀翅片对热管理系统性能的影响,结果表明翅片直径沿Y方向递增可显著改善温度均匀性、降低压力损失和质量.与传统并行微通道设计相比,非均匀翅片液冷板设计使液冷板质量、水泵功耗、温度标准偏差分别降低30.39％、11.2％和3.24％,最高温度降低1.33℃.     

电动汽车电池管理系统研究现状及发展趋势

电池管理系统(BMS)监测动力电池的各种状态,具有荷电状态(SOC)估计、电池均衡、热管理和CAN通讯等功能,是电动汽车关键零部件之一.在此回顾了BMS的国内外研究现状并且论述了其总体结构、动力电池SOC估计方法、电池均衡技术和电池热管理技术.最后,展望了BMS未来发展趋势.     

圆柱型锂离子电池三维分层热耦合模型研究

圆柱型锂离子电池的电芯由电池单元卷绕形成,其中电池单元由浸润在电解液中的正负极片、隔膜以及正负极耳组成。三维平均体积模型难以分析电池内部复杂的电化学系统,对此,针对实物的三维结构建立了考虑瞬态温度变化与电化学反应间相互影响的三维分层模型。通过实验验证了模型的准确性,基于模型结果详细分析了在不同放电倍率下电池内部电流密度和极化电压等电化学特征、焦耳热及反应热的产热速率和电池内部温度分布。研究结果有助于后续电池温度一致性及热管理技术的研究。     

基于热管技术的锂离子电池热管理研究进展

锂电池由于具有能量密度高和使用寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车.但由于其性能和寿命对温度非常敏感,因此,设计良好的锂电池热管理系统成为电动汽车发展过程中的关键技术.介绍了温度对电池性能的影响,阐述了当前形势下电池热管理系统的标准,回顾了空气冷却、液体冷却和相变材料冷却优缺点,重点介绍了以热管技术为基础的电池热管理研究...     

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。