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。     

锂离子电池模组水冷散热结构分析

针对大容量锂离子电池工作时的温升问题,根据锂离子电池的生热原理和传热机制,设计了由单体电池组成电池模组时的2种不同水道结构的液冷散热方案,并通过有限元软件ANSYS Fluent模拟分析了2种方案电池模组在不同放电倍率下的温度场。结果表明,随着电池放电倍率的增加,电池模组的温度逐渐提高,温差也越大,从0.5C放电倍率下温差为1℃增加到2C放电倍率下的8℃,相比之下,方案A的冷却效果更好,且方案A的水道压降小,有利于冷却液在循环系统中循环散热。随后,对方案A中不同进口速度进行分析。结果表明,随着进口速度的增大,电池模组最高温度与最大温差都减小,冷却效果更好。     

汽车动力电池组散热性能仿真分析

利用多物理场仿真软件COMSOL建立动力电池组散热模型,研究了自行设计的电池组热管理系统的冷却性能。通过自行设计的实验系统,验证了仿真模型的可靠性。分析了管道直径、环境温度以及不同布管方式等对电池组热性能的影响规律。结果表明,电池热管理系统可以有效地降低电池组的最高温度和最大温差,从而改善电池组温度场的均匀性。研究结论可用于动力电池组冷却系统结构参数的优化。     

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。     

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...     

电动车辆动力电池热力学设计系统研究

动力电池系统是电动车辆的动力源和核心部件,其动力特性直接关系到整车的性能,特别是在低温工况下,如何科学有效地提高电池内部材料的活性,减少低温对电池包充电、放电性能和放电容量的影响。以某种锂电池为对象,通过CFD模拟分析、电池包热场仿真分析、研究及PTC加热过程的跟踪试验,形成了电池箱及热管理控制方案,通过阶段性温度均衡,改善了电池箱内部温度场的一致性,满足了整车性能要求。     

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。     

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。     

基于BP神经元网络的锂电池温度预测

针对锂电池温度预测困难、精确度差等问题,研究小组提出一种基于神经网络的锂电池温度预测方法.首先通过锂电池温升特性实验平台对锂电池放电过程的热力学特性展开研究,通过分析选取SOC(电池荷电状态)、放电电流、环境温度等特征参量为输入参数,结合BP神经网络算法,搭建了基于实验与BP神经网络的电池表面温度快速预测模型,采用未参...     

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。     

液冷锂电池组温度均衡性研究

针对锂电池组在散热过程中易造成温差过大的问题,对提升电池组温度均衡性展开研究.通过实验获得电池内阻与SOC的动态变化关系,计算得出电池生热速率,分析不同冷板高度和冷却液流速对电池组温度的影响,并在此基础上优化冷板结构.结果表明,增大冷板高度和冷却液流速对提升电池组温度均衡性有积极影响,且高度呈梯度变化的冷板结构,温度均...     

基于CFD的车用锂离子电池组散热特性仿真研究

研究了车用锂离子动力电池组风冷散热流场的计算流体动力学仿真计算方法 ,并以某气电混合动力电动客车为对象,建立了其电池系统的几何模型、电池热效应模型、传热数学模型,进而对该系统进行了CFD仿真计算,得到了散热系统的空气流场、温度场以及电池的温度分布。探讨了系统的散热特性,并分析了影响散热系统内电池散热的主要因素,为车用动力电池热管理系统的结构设计及改进提供技术支持。     

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。     

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。     

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。     

基于CRUISE的设施农业电动拖拉机仿真分析

利用CRUISE软件建立面向设施农业的电动拖拉机仿真模型并对仿真模型各组成部分进行参数设置。设置电动拖拉机最大牵引力、最大爬坡度、最高车速及加速时间仿真任务,并通过分析电动拖拉机仿真工况绘制电池组SOC曲线计算整车续航时间。仿真结果对项目后期样车生产具有理论指导作用,对设计的电动拖拉机进行了参数匹配,证明其具有可行性,并通过对电动拖拉机仿真结果的分析可以看出所设计的整车参数及各部件的参数匹配均合理正确,达到设计要求。     

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。     

无人机充电仓多块锂电池充电策略的研究

【目的】锂离子电池为电动无人机提供飞行动力,决定着电动无人机能否飞行和飞行时间的长短,研究锂离子电池的特性、能量密度和锂离子电池系统结构优化对电动无人机以及整个电动航空发展都非常重要。【方法】课题组针对多块无人机锂电池的充电逻辑进行了深入研究,提出了一种实用的多电池充电选择逻辑,详细介绍了其中的单块电池在多种充电情况下不同充电电路的充电策略,并具体探讨了单块电池在恒流、恒压及涓流三种情况下的充电逻辑。【结果】通过MATLAB/Simulink仿真实验,验证了所提出的充电策略的可行性,单块电池经过涓流、恒流、恒压充电和自动断电后,电池电量达到99.8%左右,可以满足用户对电池电量的需求。【结论】该设计实现了对无人机电池硬件的高效利用,降低了充电对锂电池的损耗,大大延长了无人机锂电池的使用寿命。     

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。     

基于液冷式电池组的导热胶散热分析

针对汽车动力电池发热严重的问题,设计了不同液冷式电池组导热胶散热结构.基于某电动汽车用电池单体,采用5块串联的电池组模型,分别在恒定常温和高温工况下,测定放电内阻数据,通过Fluent分析导热胶结构对温度场的影响.结果表明:单体之间填充导热胶结构对降低电池组最高温度和提高温度场均衡性有较明显作用.