热管用于锂离子电池组散热性能的研究

将风冷散热与热管技术结合,设计一组三并四串的21700型锂离子电池散热模块,通过实验研究该电池散热模块的散热性能,并与模拟散热模块研究性能结果进行对比。结果表明:当热管长度为50mm时,在不同环境温度(15,25,30℃)和不同放电倍率(1C,2C,3C)下,均能满足电池散热性能要求。实验与模拟结果对比两者温度变化趋势基本相似,确保了电池组散热模型的准确性,为未来的模拟优化测试提供了依据。     

并联液冷电池热管理系统仿真分析

提出一种基于微型通道冷板的并联液体冷却系统.根据AMESim中已验证的电池子模型,搭建并联液冷电池热管理系统,仿真分析放电倍率范围1～5C、环境温度范围5～35℃时,对电池模组放电性能的影响以及冷却液温度范围5～30℃、入口冷却液质量流量范围0.01～1.00 kg/s和5种乙二醇-水混合比对电池模组放电冷却的影响.研...     

基于多孔介质的电动汽车动力电池热特性研究

选用松下18650锂离子电池设计实验并测量了电池在不同放电倍率下的生热率。选用20PPI,97.5%泡沫铜和熔点为41～45℃的石蜡复合相变材料和18650锂离子圆柱电池建立了3×5正交排列的电池模型。采用数值模拟的方法分别研究了纯石蜡和添加泡沫金属条件下以及泡沫金属孔隙率对电池模组温度特性的影响。数值模拟结果表明,纯石蜡条件下电池温度达到50℃的时间为1010s,而填充泡沫铜之后电池温度达到50℃所用时间延长到1580s。当电池加热功率为5W,加热时间为1600s时,添加泡沫金属之后电池最高温度可以降低23℃。其中,90%孔隙率的泡沫金属,模组的均温性较好,石蜡熔化得更均匀。     

电池模组复合液冷散热的实验研究与数值分析

针对一种新型复合液冷散热的圆柱电池模组进行了实验与数值研究.电池模组内106颗圆柱电池正交排列,电池的底部通过电绝缘板与液冷板连接,中上部通过热扩散板以及导热柱与底部的液冷板相连.在单体电池3C放电、液冷流量为10 L/min时,实验测得电池模组的最高温度约为41.99℃,而相同条件下的数值仿真结果则为41.86℃,表...     

电动微耕机锂电池组热特性的研究

以单体锂电池组成的电池组作为能量源的电动微耕机,其续航、寿命及安全性与电池组工作时的最高温度、最大温差紧密相关。为此,对一款新研发的耕深可达10cm的电动微耕机的电池组建立了仿真模型,并以电池组的最高温度及最大温差作为电池组热特性的评估参数,仿真分析了放电倍率、电池间隙及环境温度对电池组热特性的影响;通过田间试验测得耕作时的放电电流,并以此电流值仿真分析了电池组的热特性。结果表明:放电倍率及环境温度对电动微耕机电池组的热特性影响较大,电池间隙对电动微耕机电池组的热特性影响相对较小;环境温度为35℃时,以实际耕作电流值放电1 700s,电池组最高温度为54.615℃,最大温差为9.741℃,远超锂电池适宜工作的温度上限40℃及温差上限5℃。因此,必须对电池组做出调整。该研究可为电动微耕机电池组热特性的分析及散热系统的设计提供参考。     

基于实验数据的21700锂电池对比分析

【目的】21700锂电池能量密度高、成本低,但不同型号的21700锂电池之间的性能有较大差距。【方法】本研究选用了同一公司的40T和50G锂电池各50个,通过对两种电池的内阻对比以及在不同环境温度和放电倍率下的放电电压对比、容量对比、放电温升对比,概括了两种电池不同的性能特点。【结果】1)40T锂电池内阻小于50G锂电池内阻,平均差值为8.7mΩ;2）在相同环境温度以及放电倍率下,50G锂电池放电电压均高于40T锂电池,50G锂电池的输出功率更高;3）在相同环境温度下随着放电倍率的增大,50G锂电池的容量衰减幅度均大于40T锂电池,40T锂电池在不同放电倍率下的容量稳定性更好;在相同放电倍率下随着环境温度的升高,50G锂电池的容量增长幅度均大于40T锂电池,50G锂电池在较高环境温度下有更大的容量;4）在相同放电倍率不同环境温度下,50G锂电池温升曲线均低于40T锂电池;在相同环境温度不同放电倍率工况下,50G锂电池的温升均低于40T锂电池。【结论】50G锂电池有更好的温度稳定性。     

空冷箱体开口方式对锂电池模组温均性的影响

电池热管理是发展高性能动力电池的关键技术,也是工程热物理研究的前沿和热点。借助CFD模拟的方法,研究在有通风孔的情况下,锂离子电池组在放电过程中的温度变化。在不改变电池组整体布局的前提下,通过改变进风孔、出风孔的位置,对电池模组进行模拟分析,得出最佳的进出风孔方式。并对温度场发现的问题进行合理分析,得到更好的电池散热方法。     

液冷板锂电池模组温均性的模拟和优化

为了研究动力电池液冷板的散热效果,借助数值模拟的方法,针对实际工况,设置了电池放电倍率、冷却液入口温度和流速为变量,分析了液冷式电池组的散热效果。并在原有的液冷板基础上,通过改变其结构进行优化。结果显示,优化后的液冷板电池组内的温度差下降,电池组保持在一个理想状态下进行散热。     

不同厚度隔热材料的电池模组热扩散研究

以锂离子电池热失控蔓延抑制为目标,针对一种小型模组,触发使其发生热失控,研究不同材料及厚度的隔热材料对热蔓延抑制的效果。实验结果表明,只考虑隔热很难抑制热量在模组间的蔓延,电池均会发生热失控;添加液冷板并设定一定的流速,在隔热材料和液冷板的协同作用下成功抑制热蔓延,次节电池的散热和吸热很快达到平衡,未发生热失控,为选择最合适的隔热材料方案提供了依据。     

镍氢动力电池模块散热性能仿真与试验

通过建立电动汽车镍氢动力电池模块散热结构的三维模型,对电动汽车强制风冷1.5C充电时镍氢动力电池模块的温度场进行了数值模拟,然后搭建实物平台进行测试。两者结果对比表明,温度变化趋势差距不大,表明所建立的镍氢动力电池模块温度场模型的合理性。基于该基础,提出镍氢动力电池模块散热结构的改进方案并再次进行数值模拟,改进后的镍氢动力电池模块散热效果良好:电池组的最高温度从46℃降至33℃,电池之间的温差在6℃以内。     

电动微耕机锂电池组风冷散热仿真分析

为了推广电动微耕机在丘陵山区的应用,对一款耕深大于10cm的电动微耕机电池组进行了散热管理研究。利用ANSYS对电池组温度场进行仿真,结果显示:在25℃的环境下,电动微耕机持续工作时,电池组最高温度为48.065℃,最大温差6.201℃,均超出电池组最佳工作温度范围。为此,提出了一种电池组强制风冷的散热方案,并针对入口风速、电池间距、排列方式和出入风口垂直距离进行单因素分析。仿真结果表明:对散热效果影响显著的因素为入口风速与电池间距。根据仿真数据,进一步研究电池间距及入口风速与温差之间的关系,得到了两者在满足散热要求时的取值区间。     

电动汽车锂离子电池散热技术研究

以3×5阵列的电池模组模拟电动汽车内的电池包,搭建电池模组热管理试验平台,对其进行冷却测试。该模组内电池与电池之间填充相变材料(PCM)复合泡沫金属铜,形成泡沫铜和PCM复合传热结构。实验研究了电池模组在自然对流、液体冷却、热电制冷三种冷却方式的冷却特性。研究了循环工况下,电池模组在三种不同冷却方式下的温升演变。结果表明,热电冷却制冷效果显著优于液体冷却和自然对流。     

电动汽车锂离子电池低温性能研究

通过对锂离子电池在不同环境温度下进行低温充放电实验,研究了锂离子电池在低温环境下的性能变化。结果表明,随着环境温度的降低,锂离子电池的充电性能和放电性能都显著下降。低温充电时,充电容量大幅度衰减,端电压急剧升高,恒流充电阶段容量所占比例降低。低温放电时,电池的放电容量和端电压会严重下降,随着环境温度的降低,内阻不断增大。因此,在低温环境下必须对电池进行预加热以提升电池的使用性能。     

18650型锂动力电池热特性实验研究

为了研究动力电池在放电过程中的热特性,以18650型锂离子动力电池作为研究对象,进行了表面温升实验,研究了环境温度和放电倍率对电池表面温升的影响。结果表明:当电池在合适的环境温度范围内工作时,电池的放电倍率越大,放电过程中电池表面温升增长速率也越大,最终的表面温升值也越大。同时,处于放电过程中的电池,其侧面的表面温升要高于其正、负极的表面温升,且其负极的表面温升要高于其正极的表面温升。为锂离子电池的热分析建模和后续锂离子电池热管理系统的设计提供了理论依据。     

动力电池低温使用适应性分析

基于某示范运行的磷酸铁锂12.5 A·h电芯纯电动车,其锂离子动力电池在低温条件下电池的性能变差,影响车辆的动力性和续驶里程,且电池温度低于0℃时不能充电。基于此,选取了6辆不同地区电动车,根据目前车辆热管理方案,总结电池温度随不同环境、不同行驶里程、不同行驶工况下的变化规律,验证了其满足面向产业化的电动车动力电池总成开发目标,为电动车电池循环寿命及客户满意度提供可靠保障。     

混合动力汽车三元锂电池基本性能的研究

以三元锂电池单体(NCM)为研究对象,经过设计合理的实验方法,研究了其基本性能,包含容量特性、内阻特性、开路电压和温度特性。实验结果表明,随着放电倍率的增加,电池放出的电量有一定减小,放电时间变短;充电倍率增大,充进的电量减少,充电时间变短;在电池SOC较低时,电池内阻随SOC下降而上升;电池内阻随温度的升高而降低;而电池开路电压随温度变化较小。通过对电芯数据的挖掘,可以为相关算法提供参考依据,是搭建电池管理系统的基础。     

车用三元锂离子电池试验与热仿真研究

针对车用三元锂离子电池热安全性问题,选用圆柱形三元锂离子电池作为研究对象,确定试验方案对单体电池实施恒倍率恒温测试,并基于电化学-热模型对单体电池产热及温度分布进行数值模拟,将试验结果与模拟结果进行对比,试验与仿真曲线相对误差小,验证了模型的准确性。在此基础上对电池产热做进一步分析,发现正负极材料具有不同的产热特性,负极对可逆产热贡献大,而正极对不可逆产热贡献大。     

基于StarCCM+的电动汽车液冷电池组散热器仿真分析

为了解纯电动汽车电池包液冷散热系统散热器的散热性能,对液冷散热系统进行结构分析和仿真分析。首先对纯电动汽车电池组液冷散热系统进行结构分析,然后在CATIA中建立散热器三维实体模型,并导入StarCCM+中,利用其自带的网格划分功能划分多面网格,并设置仿真参数。对电动车行驶过程中由于故障原因导致的散热器高温现象进行了冷却方案设计。最后,利用StarCCM+得到不同方案下散热器温度场、速度场及温升情况,分析不同冷却方案下散热器冷却速度,得出最优冷却方案。     

动力电池热管理系统仿真及热调控方法研究

通过构建液冷式电动汽车电池热管理系统一维仿真模型,探究该系统对高倍率运行中电池组的冷却效果及关键影响因素,基于数值模拟综合研究了乙二醇冷却液流量、入口温度、浓度因素以及冷却介入时间和主动阈值控制的热调控方式对电池热性能的影响规律。结果表明,电池温度随液流量的增大和浓度的减小而降低,但存在边际效应。室温下冷却液入口温度每降低1.0℃,电池温度平均下降0.8±0.1℃,影响较显著。延后冷却介入时间对电池的起始冷却温度影响较大,且使电池温度曲线呈现先降后升趋势,而主动阈值控制能进一步减少系统工作时间,提高整体运行效率。     

电动汽车电池热管理系统发展现状及分析

温度是影响动力电池性能及热安全的主要因素,电池热管理系统通过控制动力电池温度在合理区间,能有效解决低温或高温环境对电池性能影响。从电池热管理系统冷却技术和加热技术出发,对比分析多种热管理技术优缺点,发现锂离子动力电池热管理系统需要进一步提高温度分布均匀性和温度控制能力,而单一电池热管理技术皆存在相应缺陷。为解决在高温和低温状态下所引起的动力电池问题,提出未来可通过发展多种冷却方式耦合的电池热管理系统实现交互式加热与冷却。