大功率密闭机柜热管散热器的试验研究

针对大功率密闭机柜散热困难,研制了R22为传热介质的微通道铝扁管型分离式热管散热器,并搭建试验装置对其散热性能进行试验研究。试验结果表明:加热功率为2k W、环境温度为50℃时,密闭机柜内部温度≤70℃,满足机柜散热要求;工作温度范围内,散热器散热功率与内、外循环进风温差有关;外循环进风风速提高,散热器换热系数非线性增加;内循环进风风速提高,散热器换热系数线性增加。研究结果为热管技术在机柜散热方面的设计提供依据。     

混合动力汽车镍氢动力电池包热管理研究

电池包热管理系统的设计与开发对于保障电动汽车运行的安全性与可靠性有着非常重要的意义。概括了电池包热管理系统的功能要求,提出了电池包热管理系统设计的一般流程。结合某一具体的混合动力车NiMH电池包的开发,重点分析了在采用空气冷却法条件下散热结构的设计要点,并设计、验证了热管理系统。仿真及实验结果均表明,所提出的电池包热管理设计流程满足需求,最大温升可控制在10℃之内,最大温差可控制在3.5℃之内。     

两轮车动力电池散热结构设计

发热问题被认为是电子设备结构设计所面临三大关键难题之一,特别是电池包散热设计关系到消费者的用户体验及生命财产安全,长期以来都是设计中的重点、难点。文章对两轮车动力电池包散热设计思路、散热设计方法进行了归纳总结,对几种散热结构设计方案进行了详细介绍,对两轮车动力电池包散热结构设计提出了新的设计思路。     

电动汽车冷却系统热流场的协同分析与散热性能研究

场协同原理可以应用于电动汽车不同冷却方式的散热性能分析,进而指导电动汽车冷却方式设计,研究表明,两边出风口模式的自然进风散热性能较差,上出风口模式具有较为优越的自然进风散热性能和气动性能;双口上出风模式比单口上出风模式散热性能优越,但气动性能稍差,综合考虑,选择单口上出风模式更能平衡电动汽车的气动性能和自然进风散热性能;随着车速提高,电池组最高温升和内部最大温差均降低,且与车速基本呈线性关系变化;水冷板不同流径的速度均匀性由低到高顺序如下:首先单进单出,其次双进双出,再到三进三出,最后为六进六出,根据场协同原理分析,散热性能逐次提高,并用试验分析和仿真计算结合的方法验证这一判断的准确性。上述结论为电动汽车冷却方式的选择提供参考依据。     

机载大长宽比风冷均温冷板优化设计

大长宽比冷板在机载电子设备中应用广泛。文中在现有风冷散热技术的基础上,同时采用均温板技术和非连续流道技术设计了一种全新的大长宽比机载风冷均温冷板。对该风冷均温冷板进行了数值仿真分析,并与普通的风冷散热冷板进行了对比。同时,对其进行了散热试验,并与数值仿真结果进行了进一步对比分析。结果表明,该风冷散热冷板具有2 个特点:对冷却风资源利用充分,因而散热效率较高;工作时表面的温度一致性较好。     

基于双进双出流径液冷系统散热的电池模块热特性分析

选取双进双出流径液冷系统作为研究对象,采用试验的方法,对2并12串的电池模块热特性进行分析,结果表明：室温下,液冷系统的散热性能并不是随进液流量增大而改善的,而是呈现先提高后降低的趋势,进液流量为450L/h时满足最佳散热要求,同时也具有最佳的散热效率;电池模块中部间隙增大4mm时的散热性能同样不是随着进液流量增大而改善的,与原电池模块相比,最高温升和内部最大温差均有所降低,散热性能得到改善;35℃环境温度下,相同进液流量时的电池模块内部温差较室温时变大,
可见冷却液温度过多地低于环境温度并不一定会改善电动汽车液冷系统的散热性能,
而45℃环境温度下液冷系统的散热性能更差。所得结论为液冷系统散热性能分析提供了参考依据。
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计及热辐射的电动汽车电池包散热与改进研究

为研究计入外部环境热辐射因素后,电池包的布置位置对整车气动阻力和其自身散热的影响,计及高温时地面辐射和太阳辐射,采用可实现k-着湍流模型进行了CFD 数值模拟,通过实车道路实验验证仿真方案的准确性。在此基础上,对电池包前置、中置和后置的整车气动阻力进行了对比分析,以整车气动阻力最小的前置式电动汽车为研究对象,通过电池包高温工况下的温度场数值分析,提出了该布置下的电池包散热改进方案。结果表明,前置式电池包改进后,单体电池表面最高温度降幅为14.5 益,表面最低温度降幅为11.5 益,抑制了温差过大,降低了局部高温,提高了电池包的散热性能。     

基于气液热交换器的密闭机柜热设计

为提高机柜的电磁兼容性并为设备提供良好的使用环境,文中设计了一种基于气液热交换器的二次换热型密闭机柜.首先根据机柜内设备的热耗及使用环境要求,计算散热风量;然后基于机柜及组合插箱的结构形式,设计散热风道.气液热交换器置于机柜底部,前部供风,后部回风.组合插箱后部装有风扇,前部进风,后部出风.冷风从气液热交换器供给各组合...     

基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计

为了满足电动汽车电池包箱体高强度、轻量化的设计要求,提出了一种基于数值优化与有限元仿真相结合的动力电池包箱体轻量化设计方法.以电池包箱体各部件的厚度为设计变量,箱体质量最小化为优化目标,三种典型路面工况下箱体的最大等效应力、最大变形量和箱体结构的第2阶约束模态频率为约束条件,建立了箱体轻量化优化数学模型.利用Box-B...     

改善镍氢动力电池包温度均匀性的研究

新能源汽车电池包内温度不均匀严重影响动力电池的电化学性能、循环寿命、安全性和使用可靠性,将电池包内温差控制在5℃内对上述关键技术问题的解决至关重要。文章主要通过UG软件绘制电池包三维几何模型,使用CFX软件对温度场进行仿真模拟,并通过试验进行验证。仿真结果表明,原方案中电池包内最大温差为12.7℃;优化方案1包内的最大温差为7.5℃;优化方案2的最大温差6.5℃;优化方案3最大温差4.3℃。试验结果表明,原方案最大温差为12℃;优化方案3最大温差为5℃。计算得原方案温差的试验与仿真结果相似度为94.5%,优化方案3的相似度为86%。综合考虑,优化方案3的结构设计符合要求。     

基于空气冷却技术的动力电池散热方式研究现状

电池温度是影响电池组性能的重要因素,高温会严重影响电池的容量和寿命,并对电池的结构产生不可逆的破坏,甚至会导致安全事故的发生,所以对电池组的散热是必要的.描述锂离子电池的热特性,阐述温度对动力电池的影响以及散热对于动力电池的重要性.介绍了动力电池常见的散热方式,重点介绍空冷散热方式的研究现状,并对强制冷却与主动冷却进行...     

一种新型低温热管传热性能的试验研究

对某内部一体式吸液芯结构的低温热管进行了一系列试验研究,主要分析了该型热管水平工况下不同加热功率及工作温度对其轴向温度分布、最大温差、当量导热系数、总热阻以及蒸发/凝结传热系数的影响。研究结果表明:该型热管元件在-30~0℃的工况下具有较好的均温特性和传热能力,适用于对恒温特性有一定要求的0~40W的小功率热量传输场合。     

Investigation of tool-chip interface temperature in dry turning assisted by heat pipe cooling

Aiming to effectively remove the cutting heat in machining process, the cutting tool with heat pipe cooling has been developed in recent years; however, there were few reports on the quantitative investigation of temperature at the tool-chip interface of this tool. In this work, a heat pipe cooling system was used to decrease the temperature of the cutter. The temperature at defined locations of the cutter in the dry turning of an AISI-1045 steel was obtained by the cutting test. The finite difference solution and an inverse procedure were used to determine the tool-chip interface temperature. It was found that with the increase of cutting speed, the tool-chip interface temperature and effective heat flux of the cutter will increase. The tool-chip interface temperature could be reduced by the heat pipe cooling. The temperature reduction was more obvious in higher cutting speed.     

Isothermal characteristics of a rectangular parallelepiped sodium heat pipe

The isothermal characteristics of a rectangular parallelepiped sodium heat pipe were investigated for high-temperature applications. The heat pipes was made of stainless steel of which the dimension was 140 m(L) ×95m(W) ×46m(H) and the thickness of the container was 5 mm. Both inner surfaces of evaporator and condenser were covered with screen meshes to help spread the liquid state working fluid. To provide additional path for the working fluid, a lattice structure covered with screen mesh wick was inserted in the heat pipe. The bottom surface of the heat pipe was heated by an electric heater and the top surface was cooled by circulating coolant. The concern in this study was to enhance the temperature uniformity at the bottom surface of the heat pipe while an uneven heat source up to 900 W was in contact. The temperature distribution over the bottom surface was monitored at more than twenty six locations. It was found that the operating performance of the sodium heat pipe was critically affected by the inner wall temperature of the condenser region where the working fluid may be changed to a solid phase unless the temperature was higher than its melting point. The maximum temperature difference across the bottom surface was observed to be 114^°C for 850 W thermal load and 100^°C coolant inlet temperature. The effects of fill charge ratio, coolant inlet temperature and operating temperature on thermal performance of heat pipe were analyzed and discussed.     

采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究

设计了一套采用微通道换热器作为蒸发器的分离式热管空调,并试验研究了充液率、室内外温差和风机风量等因素对其传热性能的影响。试验结果表明:充液率过大过小均会影响系统的传热性能,其最佳充液率为120%左右;室内外温差越大分离式热管空调传热效果越好,空调传热量在室内外温差为20℃时比室内外温差为8℃时增加了228%;当风机风量低于2000m3/h时,传热量和EER随着风量的增加而增大,当风机风量超过2000m3/h时,增加风量对传热量的影响减小,而EER开始呈现下降趋势。     

空调性能试验装置用热管空气热回收器的数值模拟

采用CFD方法对热管空气热回收器进行了数值模拟研究,分析了其冷凝段和蒸发段空气侧的温度场和速度场。模拟了不同管排组合方式、不同室内外温差及不同风量对热管空气热回收器换热性能的影响。结果表明,1对1管排组合的总换热量最大,2对2管排组合其次,4对4管排组合最小;并发现模拟结果与试验结果误差在5%以内,验证了所建模型的合理性。模拟结果为实际工程应用提供数据支持。     

Design optimization of a loop heat pipe to cool a lithium ion battery onboard a military aircraft

The present paper proposes optimization procedures for loop heat pipe (LHP) designed to cool the lithium-ion battery for airborne high energy electric lasers (HEL) without power consumption. The LHP is more efficient than the air cooling device using bleed air. The battery temperature rising enlarges the permanent loss of its capacity and makes it unusable and unsafe. Cold speedy air around a flying aircraft becomes a good heat sink for dissipating the battery heat. The design objective is to reduce the weight of the LHP, considering the range of battery operating temperature and operational reliability. For numerical analysis, the total system of the LHP is analyzed through a thermohydraulic model and the heat transfer of the porous wick is predicted by the thin liquid film model. The thermal characteristics of the groove section are found by an analytical solution and a finite difference method. The design optimization is executed by using approximation models for the cases of (1) a fixed heat load, (2) a varied heat load without uncertainty consideration, and (3) a varied heat load with uncertainty consideration about the generated heat of the battery. As result of the optimization process, the weight of the LHP was reduced significantly. The optimized LHP for the varied heat load with uncertainty consideration case is most reliable and robust with slight increase of the weight.     

FSE电动赛车动力电池组温度场仿真与分析

为研究FSE赛车用动力电池温度场特性,结合某款FSE赛车,采用UG对单体电池和电池组建模。基于ANSYS,通过加载不同电流、对流换热系数以及电池间隙进行热特性仿真分析,得到最高温度、最低温度以及温度关系曲线,为今后FSE赛车电池组设计提供一定的理论依据。