混合动力车用锂电池液体冷却散热器结构设计

通过建立锂电池的热模型,分析了锂电池在不同倍率放电时的发热量。在液体冷却方式下对锂电池组进行了散热设计,模拟散热器在电池组1 C、3 C、5 C放电时流体温度和流量变化情况下的散热性能。仿真结果表明:采用液体冷却能有效降低电池组温度,电池之间的温度一致性好,但在大倍率放电时,单体电池内外温差比较大;而在不同工况下通过改变入口质量流量和优化设计,可以减小电池内外温度差,使电池工作在合理的温度范围内。     

电动汽车用电池组的热性能

结合电池成组在电动汽车(EV)上的应用,研究锂离子电池特性与温度的关系、电池组的传热及散热方式。以LP2770134为单体电池,由6个11串5并模组、2个7串5并模组和2个8串5并模组构成100 Ah电池组,在不同放电倍率、不同环境温度下对电池组进行热仿真和实测。在同样的放电倍率下,环境温度升高,电池组温升加大;环境温度升高时单体电池的温度差异增大,部分单体电池温度超过了使用温度(环境温度为40℃时,单体最高温度达到51.5℃)。     

航空锂离子电池组过放电工作特性研究

航空锂离子电池组工作不同于通常动力锂离子电池组,是长时间搁置、间歇补充电和瞬时大电流放电的工作状态,其过放电工作特性对能量管理和航空安全至关重要。基于反应机理分析和过放电实验研究,通过电池等效模型构建和状态空间描述,实现过放电过程分析,获得极限条件下的电池工作特性。通过使用7串45 Ah航空锂离子电池组进行测试验证该方法的可行性和精度。实验结果表明,在电池组过放电过程中,输出电压存在缓慢变化、快速变化和陡坡变化3个阶段,输出电压跟踪误差低于5%,确定放电截至电压(拐点)为20.14 V;通过宽温度范围工作特性的研究,确立最佳工作温度范围为5~35℃,基于加热片和散热器的方式实现了其最佳温度范围控制。该方法能够实现对过放电特性准确数学描述,有效分析航空锂离子电池组的工作特性,提供工作特征突变关键点监测方法,为航空安全的关键性突破奠定基础。     

大容量锂电池液冷冷却结构设计及仿真分析

针对大容量锂离子电池组,建立了三维热模型,获取了锂电池在1 C、2 C和3 C条件下的温升特性。通过对微通道液体冷却结构的设计和CFD仿真模型,分析了在1 C放电条件下的冷却效果。仿真结果表明,采用微通道的冷却结构能够有效降低电池组温度,通过改变冷却液流量和入口温度能有效改善电池组温升和温度均匀性,从而使电池组工作在合理范围内。     

电池结构对锂离子电池功率性能影响

电池结构对锂离子电池的功率性能有重要的影响。本文研究了一种新型结构锂离子电池,并测试不同结构电池的倍率循环特性、不同倍率条件下倍率特性及不同放电电流下电池表面温度分布梯度。测试结果显示：不同倍率条件下新型结构的锂离子电池表现出较佳的倍率放电特性,20C放电容量是1C时放电容量的87．75％;新型结构设计的电池表现出良好的2CC／5DC倍率循环特性,循环850次容量保持90％左右,不同倍率放电电流下电池表面温度分布及温度梯度小,3个位置温度在63．6～74．8℃,对电池内部膜片的表面反应活性影响较小。这种新型结构电池有助于改善单体电池及电池组的综合功率性能。     

新型相变材料对均衡电池组温差的仿真分析

为探索环保型相变材料(TH-HC43)对提高电池组温度一致性的可行性,对应用TH-HC43电池组进行温度仿真实验.首先,进行TH-HC43热物性参数的实验测试与分析;接着,基于ANSYS建立电池组热效应模型并仿真分析3 C放电时电池组的温度变化;最后,对比自然空冷、现有相变材料与采用TH-HC43的电池组在大倍率放电时...     

热电池电性能模拟研究

在恒温条件下进行单体电池放电实验,使用有限元分析软件ANSYS对电池组设计方案进行热模拟,得到任意时刻各单体电池的温度分布.以上述实验和模拟结果为基础,预测了给定放电电流曲线下整个电池组的放电电压曲线.预测结果和电池的实测值比较接近,具备了工程应用价值.     

电池组交替式风冷散热结构研究

电池组热管理可以保证电池在一个合适的温度区间内放电,提出了一种使用鼓风机控制电池组内空气往复的风冷散热结构。通过增设电流控制条件判断是否开启双向鼓风机交替工作;温差控制条件控制鼓风机周期性启动间隔时间。基于FLUENT软件对锂离子电池组在恒流放电下进行了温度场仿真,结果表明:与传统的风冷模型相比,使用本风冷散热后电池温度分布均匀,电池组整体温度保持在25～45℃,最大温差保持在指定温度,保证电池处于最佳工作温度范围内。     

动力锂电池组液冷散热分析及优化

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液冷的冷却;为提高冷却效率,将原平滑壁面改为肋条结构,数值计算结果表明,从无肋条到肋条高度为10 mm,电池单体的最高温度降低了13.1℃,降低30%;单体的最大温度降低了12.7℃,降低74.3%;电池间的最大温差降低了13.1℃,降低了72.8%,有效地提升了电池温度的均匀性,使电池组工作的温度控制在合理的范围之内。     

内阻不一致对动力电池组温度场的影响

研究电池组的温度场对于电池系统设计和热管理设计具有十分重要的意义.实验研究了18650磷酸铁锂电池单体的基本性能,测量了不同温度和放电倍率下电池表面温升情况.根据实验结果及已有的生热模型和传热模型,利用Fluent仿真软件研究电池单体在不同温度和放电倍率下的温度场.构建了电池组热分析模型,模拟分析了电池组存在单体差异(...     

导热硅胶形状对液冷式电池组热性能影响研究

随着电动汽车能量密度的增加以及充放电功率水平的提高,动力电池热问题日益突出,电池热管理系统设计显得尤为重要。从动力电池组应用场景出发,建立了液冷式电池组有限元模型并仿真分析了4种导热硅胶形状对电池组热性能的影响。研究发现,随着导热硅胶与电池组接触面积的减少,电池组温度有所上升,但温差较小。相比于常规设计方案,改短设计方案在电池组温度略微上升的条件下温度均匀性改善明显,可以为电池热管理系统设计提供参考。     

移动通信设备氢镍电池的制备及性能研究

采用烧结镍为正极,添加氧化亚钴和羰基镍粉的储氢材料为负极,聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)的复合物为隔膜,制备得到通信设备用富液式QNG90方形氢镍电池,对所得电池充放电时的温度变化及电化学性能进行测试,并与贫液式QNF90方形氢镍电池进行比较。当富液式电池以0.2 C充电6 h,温升为5.0℃;以1.0 C放电,温升为9.5℃。20℃下对电池进行倍率放电与低温放电测试结果表明,当富液式电池以10.0 C放电至0.8 V的放电容量为室温0.2 C放电容量的73.4%,-40℃下以0.2 C放电时容量为常温0.2 C放电容量的75.2%,50℃下满容量电池以1.436 V恒压浮充50 h,未出现热失控和电流失控,0.2 C充放电的循环次数超过1 100次。     

深海双层保温电池舱设计及温度场数值模拟

针对深海低温条件下海洋观测锂电池放电能力弱的情况,设计了一种深海耐压双层保温电池舱。利用ANSYS Workbench软件仿真分析了在不同保温层厚度下电池舱内温度分布情况以及电池舱内温度随时间的变化关系。仿真结果显示,随着保温层厚度的不断增加,电池舱内温度不断升高,温度达到稳定的时间也在不断增加,并且发现选用真空保温层2 mm,聚氨酯保温层5 mm的组合保温方式最有效。     

风力发电钛酸锂电池制备及电气性能实验分析

通过优化的工艺制备了一种方形12 Ah铝塑膜软包装的风力发电锂离子动力电池,所制备电池的正负极活性物质分别为LiNi1/3Co11/3Mn1/3O2、钛酸锂(Li4Ti5O12),隔膜为25μm厚的聚乙烯.对所制备的电池在1.4～2.8V的条件下进行充放电测试,当常温下以4.0C循环6 000次时电池容量的保持率高于97％,且并未出现胀气现象;当高温下以0.5 C放电时容量为常温下的109.1％,且脉冲放电比功率最高为2 236 W/kg,当对5只100％ SOC的电池串联后进行针刺测试时,并未出现起火爆炸等现象.     

新型锂电池组智能管理模块的介绍

智能动力锂离子电池组能源管理模块安装在动力锂离子电池组内部,以微处理器作为各种功能控制的核心,除了对锂离子电池组提供过充、过放、过流保护外,还可有效地对锂离子电池组内各单节锂电池的充、放电提供平衡保护、温度保护、短路保护,并提供了通信接口。     

基于单片机的非隔离电池大电流测试系统

针对钛酸锂电池大倍率放电电流检测问题,文中设计了一种基于单片机的非隔离钛酸锂电池大倍率放电全自动循环测试系统,可快捷测试钛酸锂电池在大倍率放电条件下的电压电流变化特性。该系统使用非隔离的采样电路记录钛酸锂电池在放电过程中电压与电流变化情况。以最低成本,并满足采样精度的条件下得到了钛酸锂电池在大倍率放电条件下的电压与电流变化曲线,与示波器采集得到的曲线进行对比分析,验证了系统采样结果的正确性。     

电动汽车用锂电池组均衡控制算法

串联锂电池组充放电时的不均衡,导致电池循环寿命缩短,均衡管理模块已成为电池管理系统的关键组成部分。针对串联电池组不一致性带来的影响,设计了基于超级电容的电池组单体电压均衡模块,该模块采用分组均衡,并将不均衡状态分为3种,分别采用不同的控制方法。仿真和实验结果表明该模块不仅使电池组均衡充放电,而且改进了均衡结构,提高了均衡效率。     

基于不同衰退路径下的锂离子动力电池低温应力差异性

锂离子动力电池受到的低温冲击通常发生在某一特定情况下,其低温应力与新电池存在一定差异。通过以35A·h复合材料电池为研究对象,针对电池充放电过程中存在的不同反应阶段,利用转化容量增量曲线划分电池工作区间,使电池在不同SOC区间循环老化,跟踪其电化学特性变化,分析衰退机理。在0℃环境下,采用C/3、C、3C/2、2C和5C/2电流依次对老化电池进行充放电冲击,分析基于不同衰退路径下的动力电池低温应力差异性。结果表明:动力电池在不同SOC区间循环使用会产生差异性明显的衰退路径,其低温衰退与其之前经历的循环衰退并不存在映射关系和一致性。同时得到的结论为动力电池成组应用的寿命分析和梯次利用电池的筛选配组提供依据。     

电动汽车用铅酸善电池智能管理系统

绍了铅酸蓄电池的特点且设计出一套完整的基于P87C591单片机的铅酸蓄电池数字智能管理系统,包括铅酸蓄电池电压、充放电电流、内阻、剩余容量及电池温度等重要参数的检测,解决了传统充电方式中电池过充放电、寿命低等缺点,具有很好的应用前景,模块实现了对动力电池的监控和保护。具有接线简单、效率高、易于与整车控制网络相兼容等优势。     

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。