检索结果-内蒙古大学图书馆

自动化与仪器仪表 2025年第1期 56-60页

作者：刘丹宋伟萍陕西国防工业职业技术学院西安710300

为实现该系统在低温环境下散热和加热热性的分析,研究设计扁平超薄微热管,将其应用于3.2 V50 Ah的锂离子动力电池包,同时构建分段式热阻模型耦合电池热模型分析动力电池散热和加热温度场分析。研究结果表明,分段式电阻模型和整体式电阻... 详细信息

为实现该系统在低温环境下散热和加热热性的分析,研究设计扁平超薄微热管,将其应用于3.2 V50 Ah的锂离子动力电池包,同时构建分段式热阻模型耦合电池热模型分析动力电池散热和加热温度场分析。研究结果表明,分段式电阻模型和整体式电阻模型,温度最大值为31.2℃和35.7℃,电池包最大温差分别为6.8℃和8.9℃。研究构建的分段式热阻模型耦合电池热模型能精准实现对电池包散热温度场动态变化规律预测。研究所设计的扁平超薄微热管在不同低温环境下动力电池包中均具有理想的加热效果,同时在不同对流条件下散热效果良好。扁平超薄微热管在实际电动汽车应用中可极大程度降低热量的聚集,防止出现热失控现象,适用于小型和大型电动汽车动力电池热管理系统。

关键词：纯电动汽车动力电池热管理液冷板温度场

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相变材料在动力电池热管理中的应用研究

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储能科学与技术 2017年第5期6卷 1148-1157页

作者：尤若波宁德时代新能源科技股份有限公司福建宁德352100

相变控温技术是近年来开始研究的新型锂离子动力电池热管理方式。本工作采用SEM和DSC等分析了某商用石蜡/石墨复合固液相变材料的基本物性,确定该相变材料的相变温度在40℃左右,潜热约为160 J/g。对比了添加相变材料前后及不同厚度相变... 详细信息

相变控温技术是近年来开始研究的新型锂离子动力电池热管理方式。本工作采用SEM和DSC等分析了某商用石蜡/石墨复合固液相变材料的基本物性,确定该相变材料的相变温度在40℃左右,潜热约为160 J/g。对比了添加相变材料前后及不同厚度相变材料对电池组温升的影响,结果表明尽管相变材料会降低电池组的能量密度,但相变材料能有效控制电池的温升,因此在高功率动力电池应用上有很好的前景。最后,仿真设计表明,相变材料与液冷等冷却方式结合的复合控温策略是动力锂离子电池热管理的研究方向之一。

关键词：相变材料动力电池热管理动力电池热仿真动力电池热测试

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汇流排产热影响下的动力电池热管理研究

汇流排产热影响下的动力电池热管理研究

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作者：袁明晓西南交通大学

学位级别：硕士

动力电池作为纯电动汽车的核心部件,其安全问题一直是各方关注的焦点,影响动力电池安全的因素包括高低温、冲击、老化等。当下动力电池广泛采用的锂离子电芯自身温度的高低和内部温度均衡性对其寿命和性能影响很大,因此需要借助热管理... 详细信息

动力电池作为纯电动汽车的核心部件,其安全问题一直是各方关注的焦点,影响动力电池安全的因素包括高低温、冲击、老化等。当下动力电池广泛采用的锂离子电芯自身温度的高低和内部温度均衡性对其寿命和性能影响很大,因此需要借助热管理技术使电芯能够在合适的温度区间内工作。随着市场对电动汽车续航里程和动力性等方面的需求逐步提升,同时目前单体电池技术较难满足这些需求的情况下,越来越多的从业人员选择采用更大容量电芯和更多串并联模块的形式来满足需求,更大容量的电芯和更多的串并联模块意味着汇流排上需要承载更大的电流,这些汇流排上所产生的焦耳热将不可避免地对电芯自身温度及环境温度产生一定的影响,因此针对动力电池内部的汇流排进行相关热管理的研究具有十分重要的意义,一方面能够探究汇流排产热对电芯温度场的影响情况,另一方面也能根据研究结果指导热管理系统的改进设计。本文以某方形磷酸铁锂电芯为研究对象,通过探究其内部工作原理和产热传热机理,建立该电芯产热传热数值计算模型。再设计相关实验获取该电芯相关外电路参数数据,并利用实验数据拟合出产热模型中的生热速率。随后利用CFD仿真工具建立三维热仿真模型,设计实验获取不同工况下电芯的温升数据,对电芯仿真模型精度进行验证,过程中提出一种基于实验数据的对流换热系数修正方法对电芯热模型进行修正。在上述精确的电芯热模型基础上,结合汇流排产热模型开展模组层面的温度特性研究,分别探讨了不同工况下有无考虑汇流排产热情况下模组温度场的分布特点,分析了不同工况下汇流排产热对动力电池模组温度场分布的影响,结果指出,在大容量电芯成组的动力电池中,高倍率工况下汇流排上的焦耳热会对模组温度场的分布产生较大影响,从业人员在进行热管理设计之初应当将其考虑在内。分析了汇流排产热影响下传统冷却系统的冷却效果,结果显示,在大倍率放电工况下传统冷却系统无法有效改善模组顶部和汇流排上的温升。研究中发现改变冷却板布置方式以及冷却管道形状等对温度场的分布均衡性和冷却系统冷却效果有较大提升,因此对冷却板布置方式以及冷却管道形状进行改进设计,结果显示改进设计后的冷却系统能够在保证电芯整体冷却效果的情况下有效改善汇流排以及模组顶部的温升。最后针对原有冷却液低温易凝固的问题,开展冷却系统冷却效果的影响因素的研究,通过研究不同冷却板厚度、冷却液体积浓度和冷却液入口流量对冷却效果的影响进一步对冷却系统相关设计参数进行改进设计,最终所设计冷却系统的参数组合能够满足冷却效果,能够较好地改善原有冷却液低温易凝固这一问题。

关键词：动力电池热管理电芯热模型温度场流体流动数值仿真计算改进设计

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电动车动力电池热管理与空调系统联合仿真及控制技术研究

电动车动力电池热管理与空调系统联合仿真及控制技术研究

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作者：吴祯利吉林大学

学位级别：硕士

当前，电动汽车是汽车发展的重要趋势。汽车的使用条件复杂多变，对于纯电动汽车而言，传统的电池风冷方式已经很难满足电池组在高温、大功率放电等恶劣环境下的散热需求。为了最大限度的利用动力电池的有限能量，充分发挥动力电池的使... 详细信息

当前，电动汽车是汽车发展的重要趋势。汽车的使用条件复杂多变，对于纯电动汽车而言，传统的电池风冷方式已经很难满足电池组在高温、大功率放电等恶劣环境下的散热需求。为了最大限度的利用动力电池的有限能量，充分发挥动力电池的使用性能，提高动力电池的使用寿命，保证动力电池的使用安全性，高效的动力电池热管理系统成为电动汽车开发环节中的重要一环。本文首先分析和总结了动力电池热管理技术和空调技术的研究现状和发展趋势，在此基础上，从整车热管理角度出发，提出了一种考虑电池热管理的新型空调系统结构，即把动力电池作为空调系统的一个负载，利用空调系统产生的冷风对动力电池进行散热。本文的研究内容主要包括以下几个方面：首先，研究了磷酸铁锂电池的温度特性和散热特性。通过试验数据分析，明确了磷酸铁锂电池的适宜工作温度范围为1845℃。从锂离子电池的生热机理着手，建立了磷酸铁锂电池的生热传热模型，通过计算得到了不同车速和环境温度下磷酸铁锂电池组的理想需求散热功率。其次，完成了电动车空调系统的参数匹配和关键零部件选型。提出了一种考虑电池包热管理的新型空调系统结构，根据该系统的结构特点，其工作模式可以分为四种。在系统模式划分的基础上，分别计算了乘员舱热负荷和电池组热负荷值的大小，并以这两个值的和作为新型空调系统的峰值热负荷。进一步可以求解空调系统的制冷量，以该制冷量为基础，完成系统的参数匹配和关键零部件选型。第三，编写了新型空调系统的控制策略。新型空调系统必须灵活的在各种工作模式之间进行切换，以满足乘员舱和动力电池的制冷需求。对于磷酸铁锂电池而言，只需要将其温度控制在适宜的温度范围内，因此，磷酸铁锂电池的温度控制采用逻辑门限值控制。而对于乘员舱而言，需要将温度控制在适宜温度附近，并且人类对于温度的感知存在模糊性，因此，乘员舱的温度控制采用模糊控制。最后，对新型空调系统进行了建模和联合仿真。根据模块化建模思想，将新型空调系统分为了四个模块：乘员舱一维热负荷模块、电池包三维热负荷模块、空调控制模块和乘员舱温度计算模块。基于Simulink和Fluent，选取典型工况，对新型空调系统进行了联合仿真，验证了其合理性。

关键词：动力电池热管理新型空调系统参数匹配与部件选型空调控制联合仿真

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使用柔性定型相变材料进行动力电池热管理的实验研究

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电子测试 2023年第5期 33-39页

作者：李航谢欣辰国网四川省电力公司乐山供电公司乐山614000

为了应对全球极端天气和能源紧缺问题,我国提出了碳达峰与碳中和的国家战略。锂电池因具有高能量密度和长循环寿命的优势,成为近年来新能源汽车的核心动力元件。但在充放电的过程中,锂离子电池散热是否及时以及表面温度分布是否均匀直... 详细信息

为了应对全球极端天气和能源紧缺问题,我国提出了碳达峰与碳中和的国家战略。锂电池因具有高能量密度和长循环寿命的优势,成为近年来新能源汽车的核心动力元件。但在充放电的过程中,锂离子电池散热是否及时以及表面温度分布是否均匀直接影响电池的电化学性能和安全性能。如何高效地散热以防热失控是高功率锂离子电池的重要关注点。本文制备一种柔性定型相变材料,通过相变材料在相变过程中的吸放热,对锂离子电池进行温控,同时搭建了电池-复合相变材料模型并进行了电池热管理测试。测试结果表明,复合相变材料可以使三元锂离子电池单体在常温下最高下降6.5℃,模组温差由12℃下降至5.5℃;在-30℃下使三元锂离子电池单体最高温度下降4.9℃,模组温差由19.2℃下降至10.3℃。该研究解决了三元锂离子电池高倍率充放电中温度控制的问题,对于提升锂离子电池热管理综合性能具有现实意义。

关键词：柔性相变材料锂离子电池动力电池热管理

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基于相变和热电控温技术的动力电池热管理系统设计与研究

基于相变和热电控温技术的动力电池热管理系统设计与研究

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作者：陈颖华中科技大学

学位级别：硕士

随着新能源汽车的飞速发展,作为汽车核心技术的动力电池热管理受到越来越广泛的关注。相变控温是一种新型高效节能的热管理技术,有望替代传统风冷、液冷技术成为动力电池热管理的首选方案。当前相变控温技术仍然存在相变材料热导率低、... 详细信息

随着新能源汽车的飞速发展,作为汽车核心技术的动力电池热管理受到越来越广泛的关注。相变控温是一种新型高效节能的热管理技术,有望替代传统风冷、液冷技术成为动力电池热管理的首选方案。当前相变控温技术仍然存在相变材料热导率低、易泄漏、机械性能差等问题,另外,其安全可靠性仍有待提高。本文在详细评述动力电池热管理技术国内外研究发展现状的基础上,提出了基于相变储能与珀尔帖(Peltier)效应的动力电池热管理系统的设计研究方案,全文的主要研究内容和结论如下:首先,选择石蜡类材料作为散热介质并对其进行改性研究。聚乙烯石蜡在过氧化苯甲酰(BPO)的作用下接枝马来酸酐(MAH)官能团,以增大分子极性,提高相变潜热;膨胀石墨复合接枝石蜡,提高了复合材料的热导率;利用熔融加热搅拌、冷压的手段制得复合材料。在结构上,单电池、相变材料复合体均匀分布在铝基壳内;子模块外安装热管加强散热。在温度辅助控制系统硬件部分,利用热电偶,I-7018数据采集卡实现温度数据的采集;通过tM-C8高低电平控制模块,PCB电路板,固态继电器,实现对热电片电流方向,即制冷制热状态的控值;软件部分,利用LaVIEW程序语言完成系统温度数据的采集、判断,tM-C8电位输出控制,进而实现系统温度的自动控制。最终,在改性复合相变材料的基础上,综合相变储能、Peltier效应与热管散热技术,设计了极端温度辅助工作系统,提出了一套完备的相变材料电池热管理系统设计方案。在基于热管理系统的设计方案上,组装了一套实验系统。利用?18×65圆柱形加热棒模拟电池发热,3 W、5 W、10 W的加热功率模拟电池在不同运行工况及热失控时的发热状态,以风冷与空冷作为对比组,以最高温度与最大温差作为参考标准。温度数据分析结果表明,在不同工况下,基于相变储能与Peltier效应的动力电池自动控制热管理系统的工作效果优于强制风冷,并且在极端温度环境下能迅速的将电池的温度恢复到最佳范围。

关键词：动力电池热管理相变材料珀尔贴效应热导率 LabVIEW PCB

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电动汽车动力电池热管理系统设计与研究

电动汽车动力电池热管理系统设计与研究

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作者：吕昊上海电机学院

学位级别：硕士

动力电池系统作为电动汽车的核心部件,其工作性能及使用寿命与温度密切相关,高温会降低电池的安全性能,甚至造成热失控,低温会使电池容量下降,影响续航能力,因此必须设计合理的热管理系统保证动力电池的最高温、最低温始终处于合适范围... 详细信息

动力电池系统作为电动汽车的核心部件,其工作性能及使用寿命与温度密切相关,高温会降低电池的安全性能,甚至造成热失控,低温会使电池容量下降,影响续航能力,因此必须设计合理的热管理系统保证动力电池的最高温、最低温始终处于合适范围内并确保温度场的均匀,从而提升动力电池整体性能,延长使用寿命。本文针对某款商用车的动力电池系统,研究其结构并为其设计热管理系统。首先分析了锂离子电池分类和工作原理,确定本文动力电池系统的成组形式并进行布局设计,引入Bemardi经典产热公式,结合单体电池的实验和仿真,研究不同充放电倍率和环境温度下的温度场分布,获取单体电池的发热功率,并确定动力电池系统需要外部强制冷却。根据电池模组的成组形式,提出采用液冷板与加热膜结合的热管理方案设计,再利用STAR-CCM+软件对液冷板的压降及流量均匀性进行流场仿真评价,并通过低温加热仿真确定加热膜方案。经过优化,提出非等长流道的液冷板结构形式,并通过实际流阻测试验证了热管理系统的流量均匀性符合设计目标。依据电芯规格参数制定热管理控制策略,基于动力电池整包,通过STAR-CCM+软件,输入热管理控制策略,对动力电池系统常温1C放电工况、高温高速工况、高温快充工况以及低温加热工况的温度场仿真计算,验证热管理方案及控制策略满足设计要求。通过台架试验对动力电池高温快充工况和低温加热工况进行实际测试,将测试数据与仿真数据做对比,二者数据较吻合,验证了仿真结果的准确性,同时分析台架试验温度数据,其测试最高温和温度一致性均符合设计目标,证明热管理系统设计合理有效。

关键词：电池汽车动力电池热管理温度场仿真台架试验

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纯电动汽车动力电池热管理系统设计及仿真优化

纯电动汽车动力电池热管理系统设计及仿真优化

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作者：杨林浙江大学

学位级别：硕士

动力电池是纯电动汽车的核心,必须设计合理的动力电池热管理系统,高温条件下对动力电池进行散热,低温条件下对动力电池进行加热、保温,以提升动力电池整体性能,从而提升整车行驶里程。本文针对某款纯电动汽车的动力电池系统,研究动力电... 详细信息

动力电池是纯电动汽车的核心,必须设计合理的动力电池热管理系统,高温条件下对动力电池进行散热,低温条件下对动力电池进行加热、保温,以提升动力电池整体性能,从而提升整车行驶里程。本文针对某款纯电动汽车的动力电池系统,研究动力电池结构并设计其热管理系统。首先分析锂离子工作原理,进行锂离子电池选型。确定采用NCM电芯及其构成的VDA355模组进行动力电池布局设计。根据锂离子生热功率模型,结合供应商提供的发热功率进行VDA355模型热仿真,并通过试验验证。确定必需要引入外部冷却才能满足热管理设计目标。采用间接式液冷方式,利用Catia设计液冷板,并利用CFD仿真软件Flo EFD仿真分析液冷板流道分布合理性,通过液冷板零部件级别测试验证。结合液冷板特点,提出动力电池内部模组和液冷板之间增加分流隔板和导流孔设计,一方面可以预防冷却液泄露导致模组短路等安全性风险,另一方面由于分流隔板材料具有良好的导热性能,可以实现动力电池内电芯温度均匀一致性。针对上述液冷板,通过对动力电池常温放电工况、低温环境降温及高温环境极端工况进行仿真计算,验证了液冷板方案满足设计要求。结合市场对标,按照预设的动力电池冷却策略,设定动力电池热管理冷却温度开启阈值,并通过仿真计算确认所设定的动力电池冷却开启阀值满足热管理设计要求,得到满足热管理设计要求的动力电池冷却策略。利用步入式环境箱对动力电池放电和自然冷却进行验证,将测试结果的试验数据与仿真结果对比后,发现二者数值较为吻合,说明建立的仿真模型准确性高,仿真结果可信;记录并分析相应的温度测试数据,最大温度及温度均匀性满足设计目标值,说明液冷板设计合理,结果可靠。再利用整车进行实际道路工况测试,测试结果显示动力电池极限温度及温差均满足设计目标值,说明动力电池冷却开启阀值设定合理有效。

关键词：纯电动汽车动力电池热管理液冷板温度场温度均匀性

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汽车动力电池热管理系统分析与设计

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科技视界 2013年第26期 360-361页

作者：徐善红马露杰曾祥兵奇瑞新能源汽车技术有限公司安徽芜湖241000 浙江万向亿能动力电池有限公司浙江萧山311215

动力电池热管理是影响电动汽车电池效能的重要因素,对它的研究有助于电池效能的提高,进而提升电动汽车的整体质量。动力电池热管理系统分为冷却系统、加热系统和保温系统,本文分别分析了相应的特性。在对电池热管理系统分析的基础上,论... 详细信息

动力电池热管理是影响电动汽车电池效能的重要因素,对它的研究有助于电池效能的提高,进而提升电动汽车的整体质量。动力电池热管理系统分为冷却系统、加热系统和保温系统,本文分别分析了相应的特性。在对电池热管理系统分析的基础上,论述了动力电池热管理系统设计的总体流程。

关键词：动力电池动力电池热管理冷却系统加热系统保温系统

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电池包液冷散热结构设计及影响因素分析

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第6期38卷 102-108页

作者：康元春刘智勇湖北汽车工业学院汽车工程学院湖北十堰442002 汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室湖北十堰442002

液冷板流道结构对电池散热效果与均温性有显著影响。在对比不同结构液冷板的散热性能时,约束各种冷板结构的液体质量流量来进行仿真研究。设计了不同的散热结构方案并在相同质量流量的条件下进行了散热仿真,对比各设计方案的散热效果和... 详细信息

液冷板流道结构对电池散热效果与均温性有显著影响。在对比不同结构液冷板的散热性能时,约束各种冷板结构的液体质量流量来进行仿真研究。设计了不同的散热结构方案并在相同质量流量的条件下进行了散热仿真,对比各设计方案的散热效果和泵功耗等。探讨了进水口内径、壁厚、水温等对散热效果的影响。结果表明,横向并联式冷板结构散热效果最好,内径、壁厚及水温分别选取36 mm、2 mm和25℃。最终设计的散热方案满足了电池包最佳工作温度范围20~50℃和最大温差5℃的温控要求。

关键词：锂离子电池液冷板结构动力电池热管理

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