锂离子电池建模现状研究综述 被引量：23

1

作者 李建林 屈树慷 +1 位作者 黄孟阳 马速良 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1-7,共7页

随着新能源装机规模的逐年递增,电网对储能系统的辅助服务需求日益加重,合理地大规模集成储能电池单元,并通过电池管理系统进行有序控制是未来储能系统应用发展的关键。但由于目前对储能电源模型的研究远远滞后于实际工程需求,因此建立... 随着新能源装机规模的逐年递增,电网对储能系统的辅助服务需求日益加重,合理地大规模集成储能电池单元,并通过电池管理系统进行有序控制是未来储能系统应用发展的关键。但由于目前对储能电源模型的研究远远滞后于实际工程需求,因此建立精准的电池模型是电池管理的迫切需要。本文在对比储能现有模型分类的基础上,通过对相关电池建模资料的梳理,分析了电化学模型、黑箱模型与等效电路模型的优缺点与应用场景,重点比对了单体电池的Rint、Thevenin、PNGV等多种等效电路建模方法,并阐述了不同单体模型在多种应用场景下的优势和局限性;同时对电池模组串并联顺序以及电池单体的不一致性影响进行了讨论,可为电池模组化和大规模储能系统应用的性能评估与发展提供参考。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池建模 电池模组 不一致性 等效电路

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锂电池模组液冷并联蛇形流道结构设计及优化

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作者 罗心源 金阳 《电力工程技术》 北大核心 2024年第5期160-169,188,共11页

锂离子电池被广泛应用于化学储能系统,然而由于该电池固有的产热特性,热失控成为了化学储能电站的一大安全隐患。因此优化设计电池热管理系统,有效避免热失控现象,对化学储能系统安全运行至关重要。文中设计了一种兼具串联折返与并联分... 锂离子电池被广泛应用于化学储能系统,然而由于该电池固有的产热特性,热失控成为了化学储能电站的一大安全隐患。因此优化设计电池热管理系统,有效避免热失控现象,对化学储能系统安全运行至关重要。文中设计了一种兼具串联折返与并联分支结构的新型并联蛇形流道液冷板,通过仿真实验,研究液冷板流道结构、液冷系统布置、冷却液入口流速对最高温度、温度分布均匀性、进出口压降的影响,以达到优化液冷系统的目的。结果表明,相同冷却液入口流速下,与传统并联流道相比,新型流道的最高温度降低0.2849 K、模组组内温差降低0.4663 K,与传统蛇形流道相比,其进出口压降减小40.18%;基于并联蛇形流道液冷板,液冷系统的最佳布置方案为冷却液二分口注入+液冷板交错布置;不同液冷板流速差异化设置,即两侧液冷板入口流速设定为0.1 m/s,居中液冷板入口流速设定为0.2 m/s,较四板保持相同流速为0.2 m/s的方案,电池模组组内温差降低13.62%,列间温差降低82.59%,能耗降低44.87%,达到“降本增效”的优化效果。合理的流道结构、交错的液冷板布置以及差异化的入口流速设计可以优化电池模组的液冷系统,增加电池模组运行的安全性。 展开更多

关键词 锂离子电池模组 热管理 液体冷却 并联蛇形液冷板 液冷板布置 差异化流速

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模组箱体空间内磷酸铁锂电池热失控及其传播行为研究 被引量：4

3

作者 王庭华 翟宏举 +4 位作者 秦鹏 吴静云 田方媛 郭鹏宇 王青松 《火灾科学》 CAS 北大核心 2022年第1期25-34,共10页

为了探究储能用锂离子电池在真实应用场景下的热失控及其传播行为特征,选用86 Ah方形磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池,对其在热滥用触发方式下的热失控行为及模组箱体空间与开放空间中的传播行为规律进行了实验研究。单体实验结果表明,电池热... 为了探究储能用锂离子电池在真实应用场景下的热失控及其传播行为特征,选用86 Ah方形磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池,对其在热滥用触发方式下的热失控行为及模组箱体空间与开放空间中的传播行为规律进行了实验研究。单体实验结果表明,电池热失控产生的高温烟气会导致模组箱体内沿高度方向出现明显温度梯度,模组底部与顶部温度测点的最大温差达118.4℃。传播实验结果表明,模组箱体空间内热失控电池通过产气及喷出高温电解液向其他电池传热,在热失控电池影响下,模组箱体空间内3块电池上表面所能达到的最高温度均高于开放空间实验12℃~150℃,模组空间内热失控电池向同侧两块电池的传热量高于开放空间实验225 kJ和44.4 kJ。但箱体环境中有限的氧气供给会减缓电池在热失控时的内部放热反应进程,模组箱体空间实验中电池热失控峰值温度较开放空间实验低33℃~145℃,并且模组箱体空间实验中热失控完全传播所用时间较开放空间实验滞后213 s。研究结果对于锂离子电池模组的安全设计和热失控传播阻隔具有一定的参考价值与指导意义。 展开更多

关键词 锂离子电池安全 磷酸铁锂 热失控传播 模组

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动力电池模组和PACK装配线的工艺技术应用研究 被引量：1

4

作者 王飞 张强先 《蓄电池》 CAS 2023年第2期82-86,共5页

随着电动自行车共享换电的市场占有率越来越大,各大新能源电池生产企业纷纷建设了动力电池模组线和PACK装配线。为了提高共享换电的动力电池模组和PACK装配组装的工艺水平和生产效率,笔者以某新能源电池包模组和PACK装配线项目为例,介... 随着电动自行车共享换电的市场占有率越来越大,各大新能源电池生产企业纷纷建设了动力电池模组线和PACK装配线。为了提高共享换电的动力电池模组和PACK装配组装的工艺水平和生产效率,笔者以某新能源电池包模组和PACK装配线项目为例,介绍了模组和装配线的结构组成,阐述了模组和装配线工艺技术的应用,并对各模块应用做了简要的概述,为相似项目的解决方案提供了参考和依据。 展开更多

关键词 共享换电 新能源 锂离子 动力电池 模组 PACK装配线

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针刺触发不起火锂离子电池包热扩散行为研究

5

作者 张志萍 范亚飞 +1 位作者 王敏 许辉勇 《科学技术创新》 2023年第21期219-223,共5页

随着锂离子电池能量密度的提高和电动汽车的蓬勃发展,对安全性和可靠性的担忧也随之而来。本文通过对锂离子电池模组和锂离子电池包进行测试,验证其安全性能是否满足热扩散要求,其次,在电池包上固定温感线,研究电芯至电池包热扩散的持... 随着锂离子电池能量密度的提高和电动汽车的蓬勃发展,对安全性和可靠性的担忧也随之而来。本文通过对锂离子电池模组和锂离子电池包进行测试,验证其安全性能是否满足热扩散要求,其次,在电池包上固定温感线,研究电芯至电池包热扩散的持续时间和现象特征。最后,评估消防水在扑灭电动汽车热事件中的有效性。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池模组 电池包 热扩散

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储能用电芯及模组恒流和恒功率充放电对比研究

6

作者 胡云 张爱亮 丁凯 《电子质量》 2023年第8期33-36,共4页

储能电站在电力系统的实际应用中都以恒定的功率来工作,一般以kWh和MWh等作为单位参数。但现阶段锂离子电池在研发、设计、生产和试验过程中通常用电量作为容量参数,以Ah作为单位参数。分别对锂离子电池的电芯和模组层级,以不同的充放... 储能电站在电力系统的实际应用中都以恒定的功率来工作,一般以kWh和MWh等作为单位参数。但现阶段锂离子电池在研发、设计、生产和试验过程中通常用电量作为容量参数,以Ah作为单位参数。分别对锂离子电池的电芯和模组层级,以不同的充放电工况(恒流恒压充电/恒流放电和恒功率充放电)进行容量和能量测试,研究这两种不同的充放电工况对电芯、模组的容量和能量的影响,同时研究这两种不同充放电工况下,电芯、模组在充放电过程中的电流和电压变化情况。 展开更多

关键词 锂离子电池 电芯 模组 恒流恒压 恒功率 容量 能量

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电动汽车用智能锂离子电池模组的设计与实现 被引量：3

7

作者 欧阳剑 张平 +1 位作者 李菁 李慧琪 《机械工程与自动化》 2018年第6期23-26,共4页

主要针对目前制约电动汽车发展的瓶颈问题——电动汽车能源系统展开研究,采用模块化的思想对锂离子动力电池进行系统设计,包括单体电芯集成、模组热管理、均衡控制和结构设计等几个方面的内容。测试数据显示该电池模组设计方案成熟可靠... 主要针对目前制约电动汽车发展的瓶颈问题——电动汽车能源系统展开研究,采用模块化的思想对锂离子动力电池进行系统设计,包括单体电芯集成、模组热管理、均衡控制和结构设计等几个方面的内容。测试数据显示该电池模组设计方案成熟可靠,应用效果良好,可满足实际应用的需要。 展开更多

关键词 电动汽车 锂离子电池 电池模组

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电动汽车锂离子电池模组冷却温度均匀性研究 被引量：2

8

作者 李维 曲来涛 +3 位作者 张冰 钟民洋 巨军成 黄栋杰 《西安航空学院学报》 2020年第5期53-59,共7页

针对电动汽车锂电池充放电过程中的生热冷却现象,运用CATIA零件设计与装配功能建立单体电池模型及电池模组,然后利用CATIA创建冷却板模型;再使用ANSYS Workbench对电池模组进行网格划分,通过Fluent对电池模组的冷却进行模拟计算,并对冷... 针对电动汽车锂电池充放电过程中的生热冷却现象,运用CATIA零件设计与装配功能建立单体电池模型及电池模组,然后利用CATIA创建冷却板模型;再使用ANSYS Workbench对电池模组进行网格划分,通过Fluent对电池模组的冷却进行模拟计算,并对冷却管路进行优化设计。模拟结果显示,冷却装置中的水流速度对电池冷却效果的影响较大,调整冷却板内的水管分布间距,有助于提高电池模组的冷却均匀性。 展开更多

关键词 锂离子电池模组 冷却 CATIA ANSYS 热失控

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锂离子动力电池模块循环寿命动态测试方法研究 被引量：2

9

作者 魏国华 黄鲲 +4 位作者 宋志鹏 何金桃 郑飞达 柳震 周伟健 《日用电器》 2014年第12期71-74,79,共5页

锂离子电池因为其自身性能的优越性而被广泛应用在电动道路车辆中。本文采用动态循环测试方法,模拟电动汽车在实际使用过程中功率的消耗,在此基础上评价锂离子电池模块的循环寿命,并且研究了不同放电深度下电池模块的峰值功率特性。本... 锂离子电池因为其自身性能的优越性而被广泛应用在电动道路车辆中。本文采用动态循环测试方法,模拟电动汽车在实际使用过程中功率的消耗,在此基础上评价锂离子电池模块的循环寿命,并且研究了不同放电深度下电池模块的峰值功率特性。本文旨在提供一种评价锂离子动力电池模块循环寿命的动态测试方法,以供国内相关企业参考使用。 展开更多

关键词 锂离子 动力电池模块 动态 循环寿命 峰值功率

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基于密胺吸附型相变材料的散热性能优化研究

10

作者 何翼 张国庆 +1 位作者 黄启秋 李新喜 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第11期1453-1457,共5页

锂离子电池具有循环寿命长、安全性能好、自放电量小等优点,被广泛应用于电动汽车及储能等领域。然而,由于电池组间的散热和温度不一致,热失控事故时有发生。通过制备密胺吸附型复合相变材料并将其应用在电池模组中进行热管理,结合Solid... 锂离子电池具有循环寿命长、安全性能好、自放电量小等优点,被广泛应用于电动汽车及储能等领域。然而,由于电池组间的散热和温度不一致,热失控事故时有发生。通过制备密胺吸附型复合相变材料并将其应用在电池模组中进行热管理,结合SolidWorks和Comsol软件,分析了不同厚度、不同导热系数下相变材料对单体电池和电池模组温度分布规律的影响;并建立了密胺吸附型相变材料的电池散热模型,采用实验与模拟相结合的方法优化其散热性能。研究结果表明,当锂电池以5 C放电时,相变材料层的厚度应大于2.5 mm,电池模组的温度可控制在43℃以内;当相变材料的导热系数提高到2.5 W/(m·K)时,电池模组最大温差减小到1.2℃。综上可知,本研究所开发的密胺吸附型复合相变材料作为被动热管理技术展现出良好的控温效果,在电动汽车及储能领域具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池模组 热管理系统 密胺吸附型相变材料

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锂离子电芯和电池组被外物刺破后的影响研究

11

作者 王琳霞 郑荣鹏 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1394-1396,共3页

通过对锂离子单体电芯和电池组在不同使用状态中遭受外物刺破后的影响研究,分析锂离子电芯和电池组在使用时遭受外物刺破后对人身和财产的影响程度,为锂离子电芯和电池组的使用提供必要的依据。

关键词 锂离子电芯 锂离子电池组 放电 针刺

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并行式风冷圆柱形锂离子电池组散热分析

12

作者 左曙光 马文韬 +1 位作者 刘新宇 吴旭东 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第6期875-880,共6页

建立了一个并行式风冷圆柱形电池组的CFD模型,电池的生热速率采用Bernadi方法进行计算,仿真了在5C放电倍率下的电池组的温度特性,研究发现,冷却空气在电池组内分布不均导致了电池间出现了较大的温差。在此基础上,分析了流道结构参数对... 建立了一个并行式风冷圆柱形电池组的CFD模型,电池的生热速率采用Bernadi方法进行计算,仿真了在5C放电倍率下的电池组的温度特性,研究发现,冷却空气在电池组内分布不均导致了电池间出现了较大的温差。在此基础上,分析了流道结构参数对散热均匀性的影响,研究显示,增大流道倾角与流道过渡区域宽度均有利于提升温度分布均匀性。在流道开口尺寸固定时,增大倾角比增大过渡区域宽度更有利于温度的均匀分布,然而过渡区域宽度也不宜过小。在进、出口过渡区域总宽度受到限定时,保持进口过渡区域宽度不大于出口对温度均匀分布最有利,而当进口过渡区域宽度大于出口时,电池组内温差较大。 展开更多

关键词 并行式风冷 锂离子电池组 CFD 温度分布

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不同灭火装置对磷酸铁锂电池模组火灾的灭火效果 被引量：15

13

作者 卓萍 高飞 路世昌 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第2期152-156,共5页

为了验证不同灭火装置对储能电池模组火灾的灭火效果,按照实际预制舱搭建试验平台,分别考察了七氟丙烷、全氟己酮、热气溶胶、细水雾等灭火装置针对预制舱中单个储能电池模组火灾的灭火效果。试验结果表明,针对储能电池模组火灾,需要考... 为了验证不同灭火装置对储能电池模组火灾的灭火效果,按照实际预制舱搭建试验平台,分别考察了七氟丙烷、全氟己酮、热气溶胶、细水雾等灭火装置针对预制舱中单个储能电池模组火灾的灭火效果。试验结果表明,针对储能电池模组火灾,需要考察灭火剂的灭火效果和降温能力。部分灭火剂可以扑灭初期火灾,但是难以中断储能电池内部的持续反应,可能发生复燃。 展开更多

关键词 磷酸铁锂 电池模组 灭火试验

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磷酸铁锂离子电池模组热失控气体扩散仿真 被引量：11

14

作者 王俊 贾壮壮 +4 位作者 秦鹏 黄峥 吴静云 戚文 王青松 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期185-192,共8页

为研究磷酸铁锂离子电池在泄压阀打开之后,释放的气体在模组中扩散行为,本文基于实际100%SOC磷酸铁锂离子电池模组尺寸建立1∶1几何模型,模拟电池模组内部电池发生热失控、泄压阀打开及释放气体的扩散行为;通过FDS软件对其进行仿真研究... 为研究磷酸铁锂离子电池在泄压阀打开之后,释放的气体在模组中扩散行为,本文基于实际100%SOC磷酸铁锂离子电池模组尺寸建立1∶1几何模型,模拟电池模组内部电池发生热失控、泄压阀打开及释放气体的扩散行为;通过FDS软件对其进行仿真研究,分析磷酸铁锂离子电池在热失控时释放H_(2)、CO、CH4和CO_(2)气体的扩散规律。研究结果表明:磷酸铁锂离子电池在泄压阀打开后,在8 s内气体充满整个电池模组箱内部上侧,在电池模组箱上方内部的温度维持在55℃;在30 s之后,模组箱内气体空间分布逐渐趋于平衡,不随时间的变化而发生变化。在释放的气体中CO_(2)约占30%,在4种气体中占比最大。本文的研究成果可为磷酸铁锂离子电池模组的设计以及气体探测系统的设计提供参考依据。 展开更多

关键词 FDS 锂离子电池模组 热失控 产气 仿真

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软包锂离子电池模块结构压力的优化 被引量：11

15

作者 张军 韩旭 +2 位作者 胡春姣 张华平 张练达 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期669-673,715,共6页

软包锂离子电池在构成模块时需要施加一定的压力进行约束,为分析该压力对电池性能的影响,给5组卷绕工艺的软包锂离子电池施加不同的压力,进行充放电试验。经过约2 000次循环后进行对比分析,结果表明:电池施加2k N以上压力进行充放电循环... 软包锂离子电池在构成模块时需要施加一定的压力进行约束,为分析该压力对电池性能的影响,给5组卷绕工艺的软包锂离子电池施加不同的压力,进行充放电试验。经过约2 000次循环后进行对比分析,结果表明:电池施加2k N以上压力进行充放电循环时,电池负极片发生断裂;不加压力进行充放电循环,负极片会产生大量析锂现象;施加1k N压力时,不但可避免极片断裂,还能在一定程度上抑制负极析锂现象。因此,样本电池构成模块时施加1k N左右的压力有利于延长电池寿命。 展开更多

关键词 锂离子电池 软包 模块结构 压力 优化

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蜂巢式液冷电池模块传热特性的试验研究 被引量：10

16

作者 冯能莲 董士康 +2 位作者 李德壮 陈龙科 丰收 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期658-664,共7页

为4 A·h的21700型锂离子电池研发了蜂巢式液冷电池模块,并通过搭建的试验平台测定其充/放电过程的传热特性。结果表明:在25℃环境温度下,0.5C恒流恒压充电和1C恒流放电过程中,电池模块的最大温差均被控制在2℃以内;40℃环境温度下... 为4 A·h的21700型锂离子电池研发了蜂巢式液冷电池模块,并通过搭建的试验平台测定其充/放电过程的传热特性。结果表明:在25℃环境温度下,0.5C恒流恒压充电和1C恒流放电过程中,电池模块的最大温差均被控制在2℃以内;40℃环境温度下,1C恒流放电过程中,当冷却液流量大于1 L/min时电池模块的最大温差能保持在所要求的5℃以内。说明蜂巢式液冷电池模块冷却性能优良,可为未来电池热管理方案的设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 锂离子电池 蜂巢式液冷电池模块 传热特性 电池热管理

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不同热管理方案下锂离子电池模组温度特性分析 被引量：7

17

作者 李顶根 邹时波 +2 位作者 徐鹏 吴宽 李庭杰 《汽车工程学报》 2020年第2期98-106,共9页

针对锂离子动力电池在不同条件下电池模组温度变化及热失控传播特性不明晰的问题,提出了基于不同填充材料的电池热管理模拟方案。利用COMSOL Multiphysics软件,以18650电池为研究对象,建立锂离子电池模组热电耦合模型,分析不同填充材料... 针对锂离子动力电池在不同条件下电池模组温度变化及热失控传播特性不明晰的问题,提出了基于不同填充材料的电池热管理模拟方案。利用COMSOL Multiphysics软件,以18650电池为研究对象,建立锂离子电池模组热电耦合模型,分析不同填充材料下充放电倍率、液冷流量、液冷管排数对正常电池模组温度的影响;探究不同填充材料对电池模组热失控传播的影响;结合电池热失控试验数据验证模型准确性。结果表明,填充材料和管排数对电池正常模组温度影响较大;填充材料为石墨时最佳液冷管排数为8根;PCM材料能将对热失控传播时间控制在40~50 s/颗,相比于石墨具备明显优势。 展开更多

关键词 锂离子动力电池 模组温度 热管理方案 热失控传播

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PCM泡沫铝/液冷复合式锂电池热管理 被引量：7

18

作者 安治国 陈星 +2 位作者 田茂飞 赵琳 司鑫 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期140-146,共7页

为满足3C放电倍率下电池组散热要求,提出了PCM泡沫铝/液冷复合式散热方案,利用有限元法对散热模型进行数值模拟并运用响应面法分析了PCM泡沫铝孔隙率、流道间距、液体流速对电池组温度的影响。研究结果表明:孔隙率和液体流速对电池组最... 为满足3C放电倍率下电池组散热要求,提出了PCM泡沫铝/液冷复合式散热方案,利用有限元法对散热模型进行数值模拟并运用响应面法分析了PCM泡沫铝孔隙率、流道间距、液体流速对电池组温度的影响。研究结果表明:孔隙率和液体流速对电池组最高温度影响显著,增加孔隙率和液体流速可降低电池组最高温度,但当孔隙率和液体流速分别大于84%和0.06 m/s时,电池组最高温度趋于稳定;液体流速对电池组温差影响显著,增加液体流速可提高电池组均温性能,当流速仅为0.04 m/s时,复合式散热系统最高温度为319.0 K,比纯被动和纯液冷散热系统最高温度分别降低了4、4.9 K,且电池组温差仅为1.8 K。 展开更多

关键词 车辆工程 锂电池组 PCM泡沫铝 热管理 响应面法 液冷

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锂离子电池模组液冷散热设计 被引量：6

19

作者 沈华平 竺玉强 +2 位作者 杨梓堙 杨桃 栗欢欢 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第3期271-275,共5页

为了提高电池模组的散热效果,建立了电池模组的液冷散热模型,并且在常用的蛇形流道和并行流道的基础上对流道结构进行改进。利用Fluent软件仿真技术分析对比在不同结构下电池模组的散热效果,选定最佳流道结构。研究分析在不同冷却液进... 为了提高电池模组的散热效果,建立了电池模组的液冷散热模型,并且在常用的蛇形流道和并行流道的基础上对流道结构进行改进。利用Fluent软件仿真技术分析对比在不同结构下电池模组的散热效果,选定最佳流道结构。研究分析在不同冷却液进出口位置、流量、初始温度以及流道结构参数下模组的散热性能,结果表明:两侧液冷板的冷却液进口位置分别设计在电池上下端时的液冷散热效果相对较好;增大冷却液流速能够显著改善模组的散热效果;冷却液的初始温度降低能使模组的最高温度变小,但模组的温度均匀性会变差;流道结构参数对模组最大温差有一定程度的影响,对模组最高温度影响较小。 展开更多

关键词 锂离子电池 模组 液冷散热 流道结构

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锂离子电池模组自适应均衡阀值控制策略研究 被引量：1

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作者 姚琳娜 罗仁宏 +1 位作者 刘瑛 王之丰 《机电产品开发与创新》 2024年第1期107-110,共4页

为提升锂离子电池模组均衡控制能力,提出一种锂离子电池模组自适应均衡阀值控制策略。首先,对电感式主动均衡电路拓扑和工作原理进行分析。接着,基于电感式主动均衡电路设计了自适应均衡阀值动态调整控制方法,利用电量转移矩阵计算最佳... 为提升锂离子电池模组均衡控制能力,提出一种锂离子电池模组自适应均衡阀值控制策略。首先,对电感式主动均衡电路拓扑和工作原理进行分析。接着,基于电感式主动均衡电路设计了自适应均衡阀值动态调整控制方法,利用电量转移矩阵计算最佳转移路径。然后,搭建仿真计算模型,通过验证本控制策略能提高目标电池模组均衡能力。最后,对目标电池模组进行实验验证,验证了本控制策略的有效性和高效性,为电池模组均衡提供方法参考。 展开更多

关键词 锂离子电池模组 自适应均衡阀值 均衡控制策略 电感式

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