热电池安全性设计和验证的研究

本文对目前热电池安全性相关的标准进行了分析,从热电池安全性设计和验证两方面进行了研究,总结了热电池安全性的设计要求,主要包括体系选用设计、构形和结构设计、热设计等三类共七个要素。同时提出一种通过高温空载试验验证热电池安全性的方法。该方法通过合理模拟热源,不仅节省成本,还可以缩短新产品研制周期;通过极限拉偏考核,使其安全性考核更高效、更彻底。     

一种热电池通用振动夹具设计

热电池在振动实验中需要夹具转接固定,夹具性能的优劣直接影响到设备的可靠性。介绍了一种通用振动夹具的结构设计,并进行了仿真分析优化、实验验证,对夹具进行了讨论和总结。对热电池及同类产品振动实验夹具的设计具有一定的工程指导和参考价值。     

基于液体的动力电池热管理系统性能研究

为延长电池使用寿命,提高电池安全性,需要对电池进行热管理。电动汽车动力电池热管理系统在理论分析、仿真建模、实验验证基础上开展设计工作,综合考虑了电池产热原理、产热模型、发热功率后,确定了基于液体的热管理模式。使用CFD软件对所设计系统进行仿真和分析,并对工程样机热管理有效性进行了实验验证。     

冷却和蓄热结合的动力电池组热管理系统模型

针对当前电动汽车动力电池组的相变冷却问题,设计了一种将冷却、导热和蓄热结合的电池热管理系统。创建基于相变材料熔化实验验证的电池组及其热管理系统仿真模型。通过对模型中不同电池间距、不同导热结构、不同蓄热结构的冷却效果模拟,得出了优化模型参数,分析了优化模型在低温情况下的保温效果,验证该结构设计的电池组及热管理系统冷却与保温功能良好。     

锂离子电池热失控模拟研究

提供了一种锂离子电池热失控模拟方法,对LiCoO₂/石墨和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂/石墨电池的热失控行为进行了模拟研究。通过测试电池材料的热性质并对其热反应参数进行拟合,建立了锂离子电池热模型。模拟得到了电池热失控过程的温度变化和材料热反应情况,预测了电池热失控温度并揭示了热失控机理。该模拟结果与电池热失控实验结果吻合良好,证明了该方法的准确性。本工作的模拟方法有望应用于其他锂离子电池体系,对锂离子电池的热失控预警和安全性能改善具有重要意义。     

锂离子电池热模型的研究现状

阐述了锂离子电池热模型的基本理论。根据电池热性质的研究,将热模型分为宏观与微观热源模型,进行阐述与分析,指出宏观热源模型对研究电池整体温升的适用性及微观热源模型对电池分布式温度的预测性。探讨不同热模型对电池热管理等方面的指导意义。     

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...     

三元软包装锂离子电池热特性实验

以24 Ah、3.65 V三元软包装锂离子动力电池为研究对象,对电池单体不同工况充放电热特性、电池模块散热方案及基于液体的电池包热管理系统进行研究。随着充放电倍率增大和环境温度的降低,电池发热功率增大,温升显著增加;电池模块散热设计中,采用电池侧边散热的质量轻、成本低,相比于采用大面散热,充放电温升和纯冷却温差分别降低2.1℃和0.5℃;采用液体热管理的电池包具有良好的热特性,-20℃低温加热,温差为7.9℃,温升速率为0.52℃/min,40℃下1.5 C快充,最高温度为47.9℃,最大温差为3.9℃。     

一种电池结构优化设计研究

电池产品在设计阶段非常重视结构的力学性能以及质量指标.利用ANSYS Workbench软件对一种热电池结构进行力学性能仿真评估,对出现的应力集中问题进行有限元分析与验证,找出设计薄弱环节,然后对结构进行了优化.采用ANSYS Workbench软件对其进行优化分析,给出结构设计的优化参数,提出了电池结构优化设计中应注意的问题.     

锂离子动力电池热安全性研究进展

锂离子电池因为其优异的性能在各方面得到了大量应用。锂离子动力电池的热稳定性,严重影响电动汽车的安全性和生命周期。放热反应会引起电池内部热聚集,导致热失控引发电池的燃烧或爆炸。对锂离子动力电池的热稳定性进行了分析,介绍了热失控的一般过程,综述了锂离子动力电池热模型的研究进展。重点介绍了改善电池热安全性的方法,包括电池材料、制造工艺和电池热管理等三个方面。     

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;     

地铁水冷电机温度场优化研究

在设计初期对电机进行合理有效的热设计至关重要。基于一款地铁用水冷全封闭永磁同步牵引电机项目,对电机冷却结构进行设计和优化,并采用数值计算方法对电机水道三维流场结构和电机内部温度分布进行分析。结果表明水道设计合理,温升满足电机散热需求。现展现了电机热设计基本流程,为后续同类型电机设计提供参考。     

半导体制冷-相变材料保温的电池组热管理

为提高户外基站备用电池组的工作性能、延长使用寿命,需要进行冷却和保温。将半导体制冷(TEC)与相变材料(PCM)保温相结合,对基站用48 V铅酸电池组进行热管理。模拟分析TEC的布置、制冷功率和环境温度对冷却保温效果的影响。TEC设置在电池组前后两侧、制冷功率为170 W时,可降低电池的温度、提高冷却阶段电池组温度场的一致性、延长保温时间。电池组经过连续的冷却保温过程,仍处于最佳工作温度范围,电池充放电时的最高温度可得到抑制。     

高速动车组牵引变流器热容量

在分析高速动车组牵引变流器冷却系统结构及工作原理的基础上,利用ANSYS软件构建了冷却系统中空气—水热交换器的有限元仿真模型,对热交换器温度场及空气流场进行了仿真研究;为了验证更高运行速度下高速动车组牵引变流器冷却系统能否满足散热需求,设计并搭建了牵引变流器热容量测试平台,利用该测试平台在武广客运专线对CRH3型高速动车组牵引变流器温升参数及冷却系统通风量进行了动态测试研究。试验结果表明在高速运行工况下,牵引变流器冷却系统进风量将减小,但CRH3型高速动车组牵引变流器冷却系统仍然能满足动车组以330km/h高速持续运行的要求,试验测试结果验证了仿真结果的正确性。在国内首次对高速动车组牵引变流器热容量进行了实车测试研究,为新一代时速380km/h高速动车组的设计奠定了一定的理论和实践基础。     

新型冷却结构超高精度平面电机定子温度场分析

根据超高精度平面电机温升指标和运行特点,采用一种新型的双层直接水冷结构形成热绝缘,减少热量的扩散。根据计算流体力学理论,对试验样机的定子部件建立数学模型,运用ANSYS Workbench软件中FLUENT模块对平面电机定子流固耦合传热模型进行仿真计算,得到不同水冷结构和不同工况下冷却液的流场、定子部件的温度场分布。将耦合场计算结果与实测结果进行对比分析,确定定子部件局部热点、温度传感器的安放位置和不同工况下冷却液的流量。研究结果为平面电机的结构、驱动器和冷却系统的优化设计提供了理论依据。     

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。     

车用动力电池系统换热方法与策略研究

动力电池组的工作温度对其安全性和寿命有重要影响,根据电池系统可能的工作环境,电池组可能的工作温度有三种情况:温度过低、温度适中、温度过高,需要采用相应的措施。针对国内外的散热与加热的研究成果,分析了国内外典型车辆的电池组热量管理策略,结果表明常规管理策略是根据电池组的工作温度采用分级管理。然后分析换热策略的不同影响因素,具体的换热方法和策略需要综合考虑各种因素,在电池组设计之初就要选定。在分级管理策略的基础上提出温度场均匀策略。     

大型水轮发电机通风发热综合计算

以大型水轮发电机热变形及冷却技术研究为背景,进行了大型水轮发电机转子三维温度场及电机通风系统的综合计算研究,以往在进行大型水轮发电机发热分析时,都是孤立地球解温度场,而很少考虑热源及通风结构与温度及其分布之间的相互影响,文中采用一种综合算法,将电机通风发热联系起来,该研究工作对于提高电机设计制造中材料利用率以及电机运行中的可靠性,具有重要意义。     

真空干泵用屏蔽电机温度场仿真分析与试验

针对真空干泵用屏蔽电机在额定运行过程中温升过高导致绝缘老化,影响机组运行安全的问题,对1台4.5 kW真空干泵用水冷式屏蔽电机的水冷结构进行了设计,并进行了温度场仿真分析和试验。利用机械软件建立了屏蔽电机三维模型,借助有限元分析软件建立屏蔽电机温度场计算的仿真模型,设置热源激励和边界条件,获得了电机内各部件的温度场分布规律,并分析了冷却水流量、水道宽度、水道数及冷却水温对电机温升的影响;搭建试验平台进行温升试验,获得了从冷态起动到温升稳定过程中各部位温度,绘制温度随时间变化特征曲线。温度场分析与试验结果表明该电机设计合理,为后续的真空泵用屏蔽电机温度场分析及冷却系统的选择提供了一定的参考依据。     

感应发电机温度场的数值计算

给出了一种具有轴-径双向通风冷却系统的感应发电机定转子温度场的计算方法。根据其电磁及冷却结构上的对称性,结合适当的假设,建立了样机半个轴向段的全域物理模型,计算得到了样机在额定运行状况下,稳态全域温度分布情况。并由此模型,进一步研究了冷却水流量和散热筋数量改变情况下的稳态全域温度分布。得到了定转子温升随冷却水流量和散热筋数量变化的一般规律。