风冷式车用锂离子动力电池包热管理研究

利用CFD软件对串行风冷式18650圆柱锂离子动力电池包的散热效果进行研究,探究了电池排布方式、电池间距及进风口风速对电池包温度场分布的影响,并设计实验对仿真模型进行了验证。仿真结果表明:当电池以2 C放电时,采用顺排排布的方式布置电池最有利于电池组的散热;减小电池间距可以抑制电池组的最高温度,当电池间距为4mm时电池组的温度均匀性达到最优;提高进风口风速能显著提升电池包的散热效果,当风速达到4 m/s时,电池组的最高温度为307.2 K,满足设计要求。     

一种双介质循环冷暖加湿空调

一种双介质循环冷暖加湿空调,属于室内温度调节装置领域,具体涉及一种双介质循环冷暖加湿空调。其包括机体,机体上开设进风口和出风口,特征在于在机体内安装换热风扇、水循环系统、制冷剂循环系统和热交换器;热交换器包括水换热管和制冷剂换热管,所述的两组管路相互盘绕或层叠在一起,但互不连通;水循环系统连通热交换器的水换热管,制冷剂循环系统连通热交换器的制冷剂换热管。本装置结合了水空调和制冷剂循环空调两者的优势,用热交换器取代了传统制冷剂循环空调的室外机风冷换热部分,通过温度相对恒定的地下水源进行换热,并且独立的加湿系统改善了制冷剂空调正常运行下空气的干燥问题,能同时实现温湿两控和远程遥控,设计更加人性化。     

圆筒状热交换器的结构设计分析与验证

现有燃气热水器受传统热交换器的结构限制,外形以长方形居多,形态较为单一。本文设计了一种具有弧形换热片的热交换器,以满足小空间、不同形态的燃烧换热需求,通过仿真分析,找出最优的换热片表面结构布局方案并对其进行做手板实验验证。结果表明：设计有导流孔、阻流板、导流板等结构的弧形换热片可更好地应用于异型热交换器结构,能得到更高的换热效率、更低的烟气排放,也为进一步提升热交换器性能、改变传统换热结构提供了设计参考。     

基于时变流体温度的锂离子电池组传热分析

针对板式液体热管理系统,以软包装三元正极材料锂离子单体电池及电池模组为研究对象,建立单体和整包电池的传热计算模型。基于整包电池模型,分析恒定和时变流体温度对电池模组传热特性的影响。电池包中心或边缘处模组换热条件的差异,对冷却的最高温度和加热的最低温度影响甚微,对最大温差影响不明显。流体恒温的假设在传热计算时会高估系统对模组温度最值的影响;在散热计算时会低估对模组最大温差的影响。在25℃下以1 C放电,线性、指数型流体温升模型最高温度分别比恒温模型高3. 34℃和2. 54℃;在-10℃下以25℃的流体对电池进行加热,线性、指数型流体温升模型最低温度分别比恒温模型低4. 06℃和4. 36℃。     

混合动力汽车用锂电池组散热系统研究

电池包由于充放电倍率高,内阻大,电池热负荷高,温度不均匀,严重影响电池的电化学性能、循环寿命、安全性和可靠性。设计了一款用于混合动力汽车用风冷电池包散热结构,并通过STAR-CCM+软件模拟了流场与温度场,达到设计目标。在此基础上,对电池包进行热平衡台架试验。仿真结果与试验结果一致,电池包的最大温差为3℃,最高温度为26.5℃。     

动力锂离子电池温度场热分析

为了更好地掌握锂离子电池放电时电池内部温度场的分布,对电池放电时产生的热量进行管理,建立了锂离子电池放电时的数学物理模型。利用热分析软件Ansys,以ICR65/400型锂离子电池为例,建立了电池的二维热模型,对电池放电时的温度场进行了仿真分析。模拟了电池内部不同热生成率及电池与外界环境不同换热方式时,电池内部温度场及最高温度的分布,并分析了电池内部热生成率及辐射换热对电池内部温度场分布的影响。结果显示,电池内部最高温度及温度场的分布与电池热生成率、电池换热方式有很大关系。在自然对流换热方式时,辐射换热散发的热量占全部热量的5.6%~17.9%。而在强制对流换热时,辐射换热散发的热量几乎可以忽略不计。     

循环流化床整体化换热床的设计与运行

整体化换热床(INTREXTM)是一种流化床式的热交换器,它不包含机械运动部件,可通过调节通过换热床的物料流量以控制流化床锅炉的炉膛温度和蒸汽温度。介绍了整体化换热床的原理、设计特点以及在常压和增压流化床上的应用情况。     

基于导热胶均衡散热的锂电池温度场研究

针对电动汽车动力电池在不同放电倍率下存在温升发热导致的温度分布不均及过热现象,以锂离子电池为研究对象,建立单体电池的发热模型,仿真分析不同放电倍率下的温升情况,并与实验探究的单体电池发热情况进行对比。在验证单体电池发热模型正确的前提下,仿真分析电池模组发热以及在模组间隙填充不同性能的导热胶温度场情况,研究不同导热胶在不同放电工况下的均衡散热效果,结果表明:使用热物性参数较好的导热胶可以明显降低电池的温升与温差,电池温度分布也更加均衡,起到一定的散热效果,这可作为纯电动汽车整个电池包均衡散热性能优化的基础。     

基于CFD与智能算法的电池组散热优化设计

针对电动挖掘机电池包的形状及电池排布方式,对三种散热方案进行了CFD仿真研究,并通过神经网络获得电池单体间隙与电池组最高温度的映射关系,利用遗传算法进行寻优,获得最优电池组排布。结果表明,与其他两种散热方式相比,正交风向的通风方式可以有效降低电池组最高温度,同时可以保证电池组各电池单体温度一致性,在此基础上通过神经网络及遗传算法进行电池组间隙优化,使得电池最高温度降低5 K,电池组体积减小13%,使得其排布更加合理。     

储能锂离子电池包强制风冷系统热仿真分析与优化

基于电化学-热耦合模型借助ANSYS Fluent平台对储能系统中的锂离子电池包进行仿真分析与结构优化。首先建立电池的热仿真模型,基于该模型利用ANSYSFluent仿真软件得到电池单体温度分布,并通过与实验测量的结果对比验证所建立的仿真模型的准确性。接着进行了电池包风冷系统的仿真分析,完成了对电池包温度分布和风道流速分布的求解。最后通过改变出风孔数量和风扇挡板形状改善了冷却系统的冷却效果。研究结果表明,基于电化学-热耦合模型对储能电池包的温度与内部流速分布的分析是可行的,对强制风冷系统的结构优化能够大幅度提高系统的散热性能,实现更低的最高温度与更均匀的温度分布。     

全钒液流电池热动力学建模及换热效率分析

VRB系统在实际应用中为了更好地控制温度,需要安装强制冷却装置如换热器,但现有研究集中在无附加设备的独立VRB系统的动态热建模,带有换热器VRB系统的热力学并未得到充分研究。运用热力学理论,依据钒电池的热力学属性,通过Matlab/Simulink搭建VRB电堆热力学模型;将传热单元数(NTU)、功率、冷热流体的实际温度与传热有效度建立函数关系,分析了换热器在一定的换热系数条件下换热器效率的最优值,从而实现对电堆温度更好地控制,为电堆的实际运用提供了理论参考。     

电动车辆用锂离子电池热特性研究

电动车辆的性能和成本很大程度上取决于动力电池组的性能和使用寿命,而电池组的性能和使用寿命又受到电池生热的影响。为了研究电池在充放电过程中的生热特性,以35 A·h,3.7 V方形锰酸锂电池为研究对象,对常温下充放电生热特性和低温放电的生热特性进行研究。研究结果表明:随着放电电流增大,电池温度快速提高,且低温环境下利用电池放电生热可改善电池性能,这些将为后续动力电池组热管理系统研究提供参考。     

软包装锂离子电池的高倍率放电性能

以额定容量为1 100 mAh的063465型软包装锂离子电池为研究对象,研究了电池结构,正极活性物质与导电剂、粘结剂的配比,板板的面密度、压实密度等因素对锂离子电池高倍率放电性能的影响.制备的实验电池以15 C大电流放电,电压平台为3.5 V,循环220次(15 C放电),容量保持率为87.0%.     

全焊板式热交换器在热电联产机组中的应用

热交换器设备是热电联产机组中最重要的辅机设备体系,介绍了全焊板式热交换器的结构特点、传热原理及其在热电联产机组中的应用,并将其与传统管壳式热交换器进行了对比分析。分析结果表明,全焊板式热交换器兼备新型可拆板式热交换器和传统管壳式热交换器两者的优点,在高温高压介质传热工况下拥有卓越的传热性能,可在多个工况中充分替代管壳式热交换器。     

Investigation and optimization of the depth of flue gas heat recovery in surface heat exchangers

Economic issues associated with designing deep flue gas heat recovery units for natural gas-fired boilers are examined. The governing parameter affecting the performance and cost of surface-type condensing heat recovery heat exchangers is the heat transfer surface area. When firing natural gas, the heat recovery depth depends on the flue gas temperature at the condenser outlet and determines the amount of condensed water vapor. The effect of the outlet flue gas temperature in a heat recovery heat exchanger on the additionally recovered heat power is studied. A correlation has been derived enabling one to determine the best heat recovery depth (or the final cooling temperature) maximizing the anticipated reduced annual profit of a power enterprise from implementation of energy-saving measures. Results of optimization are presented for a surface-type condensing gas–air plate heat recovery heat exchanger for the climatic conditions and the economic situation in Tomsk. The predictions demonstrate that it is economically feasible to design similar heat recovery heat exchangers for a flue gas outlet temperature of 10°С. In this case, the payback period for the investment in the heat recovery heat exchanger will be 1.5 years. The effect of various factors on the optimal outlet flue gas temperature was analyzed. Most climatic, economical, or technological factors have a minor effect on the best outlet temperature, which remains between 5 and 20°С when varying the affecting factors. The derived correlation enables us to preliminary estimate the outlet (final) flue gas temperature that should be used in designing the heat transfer surface of a heat recovery heat exchanger for a gas-fired boiler as applied to the specific climatic conditions.     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

华能海门电厂超超临界机组水-水换热器的选型

换热器是使热量从热流体传递给冷流体,以满足规定的工艺要求的一种装置。通过闭式循环冷却水系统中水-水换热器的选型论证,详细分析管壳式换热器与板式换热器的结构特点、技术性能、经济效益,可为相似工程的水-水换热器的选型提供参考。     

Mathematical simulation and control of the capacity of cable lines in an underground channel

A mathematical model of complex heat transfer in a cable channel under the conditions of natural convection is developed. The model is implemented in the ANSYS software package using the finite element method. Convective heat transfer and the effect of climatic conditions on the temperature field in the cable channel and a land tract are studied. The optimal transmitted power is estimated, and possible ways to control the capacity of cables are demonstrated.     

热管烟气换热器在湿法脱硫工艺中的应用及比较

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中有几种换热器,热管烟气换热器具有传热效率高、流体阻力损失小、烟 气不泄漏、脱硫率高、没有附加动力消耗、运行及维护费用低等优点,该换热器更适合石灰石-石膏湿法烟气脱硫系 统。热管烟气换热器设计、制造时,应注意热管烟气换热器低于酸露点温度区的酸腐蚀;合理控制热管壁温;选择合适 的烟气流速;合理布置管排;采用合适的清灰方式和注意换热器中孔板的密封。     

用于储能系统锂电池pack热设计的仿真计算与实验研究

以26650电池为研究对象,针对用于100 kW·h/480 V储能系统的锂电池pack进行模块化结构设计、数值模拟和试验研究。根据储能系统对电池子系统模块温度一致性、电压电流一致性、机械可靠性、装配工艺性以及模块标准化要求,运用CFD流体传热计算机数值仿真模拟和实验方法对电池模块、集流板以及电池机柜的关键参数进行分析研究。研究表明:合理的电池间隙不仅让冷却风与每个电池进行充分热交换,还能改善风冷通道、减少模块体积;增加斜板设计可以使模块内部各电池组冷却均匀,有效解决电池因热累积带来的温升过高问题;集流板优化设计可以改善电池单体外连接件电阻的一致性,从而改善充放电电流、电压的一致性。为电池模块的开发、大规模储能系统集成以及研制满足国际技术要求兆瓦级储能系统提供参考。