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℃.     

变接触面圆柱形锂电池组液冷散热的热特性

设计了一种液冷散热的新方法,考虑到沿液冷管道,经过热量的累积,末端的温度高于前端,因此在沿流道方向设定接触面积阶梯变化的散热铝块,电池热量通过铝块传递到液冷管道,显著改善温度的均匀性.采用STAR-CCM+软件模拟的方法,对比接触面变化与等接触面的热性能,结果显示,相对于接触面积恒定的模组,变接触面积的模组冷却效率提高4.82％,温度一致性程度降低1.1℃.     

散热系统流体连接器和液冷板的设计及仿真

本文介绍了设备热环控系统中的热管理系统,涉及流体连接器及液冷板的主要技术分析,从理论上进行了产品失效机理分析,通过全面测试实验与仿真重要技术参数的对比,验证了流体连接器的密封性能、流量、插拔力以及冷板散热的热流密度和热阻等重要参数。该研究结果表明,通过模拟仿真热环控系统的散热数据分析,可以充分验证热管理系统的失效模式。     

锂离子电池大倍率放电热特性研究

高功率锂离子电池大倍率放电时产热量较高,影响电池的安全性。采用加速量热仪测定了18650动力型镍钴锰锂三元电池比热容、10 A及15 A放电下的温升、产热功率和产热量,结合电池在不同荷电状态下的欧姆内阻和极化内阻,探究了电池在放电初期和放电末期产热功率较高的原因。     

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。     

车用锂电池散热方法研究

综述了锂离子电池冷却方式的最新研究进展,包括风冷、液冷、相变冷却和热管冷却,并分别对每种冷却方式进行了归纳与分析。指出了目前研究的不足之处,多从冷却效果出发,较少考虑系统的质量、能效,及是否有利于电池箱体在整车内的布置等。提出了未来锂离子动力电池热管理系统的研究方向,为后续研究提供参考。     

液冷储能电池冷却系统的研究∗

当前储能电池的冷却以风冷散热为主,但风冷散热存在电池组散热效率低、系统噪声大、产品环境适应性 差等问题,给储能系统的推广应用带来了挑战.液冷系统具有换热系数高、比热容大、冷却速度快等优点,可将储能 电池组温升控制在更小范围内,有助于延长电池组的循环寿命.因此,更高效的储能液冷冷却系统成了工程技术人员 争相研究的新课题.通过研究锂离子电池的温度特性、冷却系统原理、不同冷却设备的特点等,提出了一种液冷储能 电池冷却系统方案,为储能电池的液冷冷却提供借鉴.     

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℃。     

基于双层分形微通道的液冷板散热性能分析

针对锂离子电池的温升特性,建立了一种基于双层分形微通道的液冷板。采用Fluent软件对该模型的散热性能进行仿真分析,在2 C下放电,提高冷却液的流量可以明显降低液冷板的最高温度和温差;降低冷却液的温度可以大幅降低液冷板的最高温度,但温差趋于稳定。对液冷板结构优化,与原有的模型相比,最高温度下降了0.5℃,温差下降了1.7℃,进出口压力差降低了176 Pa。在相同的工况下对优化后的模型和单通道模型进行对比仿真分析,优化后模型最高温度27.9℃,温差3.8℃,进出口压力差下降了83.25%,在更低的冷却泵消耗下能很好地满足电池工作温度要求。设计了验证实验,结果表明实验与仿真结果误差维持在8%以内,液冷板散热效果仿真具有准确性,液冷板散热效果明显。     

基于相变材料和液冷的LiFePO_4电池包热管理研究

将相变材料和液冷管路相结合用于Li Fe PO4电池包热管理系统,研究在相变材料完全融化前,液冷开启时刻对电池温升的影响;同时研究了不同冷却液流速对电池温升的影响。结果表明:在相变材料相变结束时,冷却液开启时刻越早,电池温降的斜率越小;随着冷却液流速的增加,电池的温升及温差逐渐减小。     

基于风冷散热的锂电池热管理数值模拟研究

圆柱形锂离子电池布置方式和热物性参数对电池的热特性及安全性具有重要影响.首先建立了18650型LiFePO4单体电池产热模型以及电池组散热模型,分析了排布方式、电池间距等电池模块几何参数以及径向导热系数等热物性参数对电池模块散热特性的影响.结果表明,电池的间距越大,其平均温度越低,温差越小,散热效果越好;单就冷却效果而...     

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。     

动力电池包液冷系统的数值研究

针对动力电池模组工作过程中易出现高温且单体间温差较大的问题,设计了3种内部不同构造孔的液冷板及2种液冷板放置方式进行电池模组数值计算,考察模组电芯的温度分布情况,并通过实验验证了热仿真模型的准确性。研究发现：在相同入口截面积及流量条件下,内部长圆形孔的液冷板冷却作用要略优于圆形和椭圆形孔的液冷板;模组底部及两侧冷却方式要远优于单纯底部冷却,模组整体温度分布低且均匀性更高。     

锂离子电池组风冷散热结构的优化

建立锂离子电池组风冷结构初始模型,采用计算流体力学(CFD)理论,用Fluent软件进行温度场和流场仿真。根据仿真结果,考虑进风角度、出风角度和电池间距等3种因素,基于正交试验进行多目标优化。以电池组最高温度和温差的最小化作为目标,经多次迭代计算,得出局部最优方案:进风区域左端高度为9 mm(进风角度2. 74°),出风口高度为28 mm(出风角度2°),电池间距公差值为0. 4 mm。与初始模型相比,优化模型的电池组最高温度降低9. 55%,温差下降25. 89%。     

泡沫铝对电动汽车电池模块散热的研究

针对目前电动汽车电池组热管理系统存在的不足,提出了利用泡沫铝对锂离子电池组散热的创新模式。建立了电动汽车电池模块的散热模型,验证了利用泡沫铝对电动汽车电池组散热的有效性与可行性,且随着泡沫铝填充长度的增加,电池最高温度下降越多,最大温差先减小后增加。并发现孔隙率对电池的最高温度影响不明显,但孔隙率越小,最大温差越小,即电池间温度越均匀。     

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Isight的动力电池液冷板流量分配一致性优化分析

通过Isight设计实验(DOE),研究液冷板流道支流进出口宽度、支流倾斜角度两个结构因素对支流流量分配一致性和模组顶面温差的影响,利用STAR CCM+对冷板流场特征进行仿真,总结影响规律并建立基于DOE的迭代优化方法,针对现有的一款液冷板进行流量一致性优化,优化后的各个模组顶面温差最小,通过实验验证了优化结果的可靠性。     

基于机器学习的浸没式液冷机房散热控制系统研究

机房制冷是保证机械设备使用寿命的关键技术,为进一步提高机房散热效率,基于机器学习算法设计浸没 式液冷机房散热控制系统.在硬件设计中,依据散热控制系统的功能需求,以风机和浸没式液冷机为核心,通过模拟 量输入模块采集温度、湿度、电流信号,实现数字量和模拟量之间的自动转换.在软件设计中,基于机器学习算法, 完成输入层、隐含层以及输出层的数据连接与计算,计算误差函数,获取输入层到隐含层的各节点的数值,计算全局 误差,得到该浸没式液冷机房的散热控制方法.实验结果显示,当冷却液的初始温度为２５ ℃时该系统的平均散热效 率为６１．１８％,当冷却液的初始温度为３０℃时其平均散热效率为５４．５％.在该控制系统内,冷却液初始温度、散热 系统运行功率、系统风速和系统流量均是决定散热控制系统运行效率的关键因素.