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机械外力下动力电池包的系统安全性分析与评价 被引量：24
1
作者 李志杰 陈吉清 +1 位作者 兰凤崇 郑文杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期137-148,共12页
动力电池包是一个复杂系统综合体,对复杂系统而言仅考虑组件的可靠安全性并不能保证其系统的安全性,迫切需要从系统层面分析评价动力电池包的安全性。运用复杂系统安全理论结合电动汽车实际工况,提出基于整体精细化模型可量化、层次化... 动力电池包是一个复杂系统综合体,对复杂系统而言仅考虑组件的可靠安全性并不能保证其系统的安全性,迫切需要从系统层面分析评价动力电池包的安全性。运用复杂系统安全理论结合电动汽车实际工况,提出基于整体精细化模型可量化、层次化的动力电池包系统安全性评价。保证单体锂电池模型精细化的情况下,从正碰、侧碰、振动冲击三种常见工况对动力电池包进行仿真分析,采用层次分析(AHP)和模糊综合评价(FCE)相结合的方法对影响动力电池包系统安全的关键因素指标进行综合性安全评价。结果表明动力电池包系统安全性等级较低,安全性能较差。所提方法可为动力电池包正向结构设计和系统安全改善等工作提供参考。 展开更多
关键词 动力电池包 复杂系统安全 精细化模型 评价方法
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基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化 被引量：20
2
作者 谢晖 孙延 王杭燕 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期88-96,共9页
首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和... 首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和全局尺寸优化,同时根据优化数值的分布趋势,引入载荷比概念,分析得到了不同设计件在参数化设计中的取值规律;最后基于仿真与试验分析,验证了新结构的强度和刚度性能。新设计在保证电池包最大变形小于1 mm的同时,完成了电池包结构12.3%的轻量化,整车续航里程进而提升11.1%。 展开更多
关键词 动力电池包 改进设计 轻量化 多目标优化 载荷比
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纯电动客车侧碰撞有限元建模及仿真分析 被引量：19
3
作者 王震坡 王越 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期266-270,共5页
以有效开展纯电动客车侧碰撞仿真为目标,建立了纯电动客车BK6122EV整车骨架、覆盖件、动力电池包有限元模型以及移动壁障有限元模型,按照碰撞法规对车体后部(后轮后)位置进行了侧后碰撞仿真,分析了电动客车车身、动力电池包在碰撞过程... 以有效开展纯电动客车侧碰撞仿真为目标,建立了纯电动客车BK6122EV整车骨架、覆盖件、动力电池包有限元模型以及移动壁障有限元模型,按照碰撞法规对车体后部(后轮后)位置进行了侧后碰撞仿真,分析了电动客车车身、动力电池包在碰撞过程中的变形情况,评价了动力电池包在碰撞过程中的安全性,指出了电池箱门骨架刚度小、电池模块固定能力差、碰撞区侧围骨架缓冲吸能能力弱等影响安全性的缺陷. 展开更多
关键词 纯电动客车 侧碰撞 动力电池包 有限元仿真
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纯电动汽车动力电池包结构轻量化设计 被引量：19
4
作者 王品健 谢晖 王杭燕 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期29-33,共5页
为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%... 为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%,且动态性能得到明显改善。对优化后的电池包实体进行安全性能测试,结果表明,电池包各项安全性能指标均满足国家标准要求,优化设计方案具有可行性。 展开更多
关键词 动力电池包 轻量化设计 CAE 轻质材料 安全性能
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电动汽车动力电池包结构设计分析研究进展 被引量：12
5
作者 陈南 李兵兵 《机械制造与自动化》 2022年第1期1-6,10,共7页
动力电池包是电动汽车的核心模块之一,有严格的安全性和轻量化的要求,必须通过规范的结构分析和优化来实现。简述动力电池包发展现状、总装结构设计要点以及结构设计流程,总结其结构动力学分析和温度场仿真模拟的研究进展,明确指出建立... 动力电池包是电动汽车的核心模块之一,有严格的安全性和轻量化的要求,必须通过规范的结构分析和优化来实现。简述动力电池包发展现状、总装结构设计要点以及结构设计流程,总结其结构动力学分析和温度场仿真模拟的研究进展,明确指出建立精细化有限元模型、进行温度场模拟的电池包动力学性能分析与结构优化是进一步提高电池包研发水平的重要方向。 展开更多
关键词 动力电池包 结构设计 动力学分析 温度场仿真
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动力电池包抗振动安全性设计研究 被引量：12
6
作者 符兴锋 李罡 +2 位作者 曾维权 刘静 杨勇 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期12-15,共4页
为改善电动汽车用动力电池包的抗振动安全性,利用有限元分析方法构建了动力电池包强度、刚度和抗振动性寿命失效分析模型,以有限元仿真结果为指导,优化了电池包的内、外部结构和焊接方式。仿真和试验结果表明,优化后的动力电池包满足国... 为改善电动汽车用动力电池包的抗振动安全性,利用有限元分析方法构建了动力电池包强度、刚度和抗振动性寿命失效分析模型,以有限元仿真结果为指导,优化了电池包的内、外部结构和焊接方式。仿真和试验结果表明,优化后的动力电池包满足国家标准对电池包抗振动性能的要求,具有良好的抗振动安全性。 展开更多
关键词 动力电池包 抗振动性 失效分析 安全
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基于疲劳损伤谱的动力电池包振动标准分析 被引量：11
7
作者 张勇 董钊志 +1 位作者 侯之超 刘瑞雪 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2020年第4期27-32,共6页
为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算... 为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算了国内外主流动力电池包振动标准的疲劳损伤谱,并对不同频带上各标准的严苛程度进行了分析,着重分析了动力电池包3个振动相关标准的差别,指出了其对电池包结构设计的影响。 展开更多
关键词 动力电池包 振动标准 疲劳损伤谱
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纯电动车动力电池包结构轻量化设计 被引量：4
8
作者 高大威 付静江 +1 位作者 王聪昌 王晶 《公路交通科技》 CSCD 北大核心 2023年第6期203-210,共8页
为了提高纯电动车的续航里程和改善动力电池包的结构安全性,以某型纯电动车的动力电池包为研究对象,建立了匹配的有限元模型并通过Z向扫频试验验证了其精度。在保证动力电池包静动态特性要求的同时,以内部的模组端板在3种典型静强度工... 为了提高纯电动车的续航里程和改善动力电池包的结构安全性,以某型纯电动车的动力电池包为研究对象,建立了匹配的有限元模型并通过Z向扫频试验验证了其精度。在保证动力电池包静动态特性要求的同时,以内部的模组端板在3种典型静强度工况下的最大应力值和最大位移量为约束,质量最小为目标函数,基于Optistruct对模组端板进行了拓扑优化设计,使其减重了11.56 kg,减重比为31.88%。再基于最优拉丁超立方试验设计方法选取40个样本点,建立了6个零部件总质量、动力电池包一阶模态频率以及弯扭刚度对经过灵敏度分析后的6个零部件厚度尺寸的三阶响应面近似模型,并通过误差散点图、可决系数和均方差进行了精度的验证。然后利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对三阶响应面近似模型进行多目标优化求解,得到了一组最优的设计变量组合,减重了3.66 kg,减重比为9.03%,动力电池包一阶模态频率提高了1.74 Hz。结合内部模组端板的拓扑优化,动力电池包总共减重了15.22 kg,总减重比为19.82%,达到了预期轻量化的目的,其中减质量和减重比仅针对模组端板和6个高灵敏度零部件。最后对优化前后的动力电池包在同工况下进行了对比分析。结果表明:优化后的动力电池包依旧满足静动态分析的要求,该优化方案具有一定的可行性。 展开更多
关键词 汽车工程 轻量化 拓扑优化 近似模型 动力电池包
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60次起火,16万召回,新能源汽车安全问题引关注 被引量：8
9
作者 郑雪芹 《汽车纵横》 2019年第8期24-27,共4页
随着新能源汽车市场高速增长和动力电池行业的快速发展,频繁的起火事故引发了社会广泛关注和讨论,也对行业发展带来了不良影响。对此,国家主管部门正在加强监管,近半年多来,工信部三次排查安全隐患,国家市场监督管理总局也提出了对新能... 随着新能源汽车市场高速增长和动力电池行业的快速发展,频繁的起火事故引发了社会广泛关注和讨论,也对行业发展带来了不良影响。对此,国家主管部门正在加强监管,近半年多来,工信部三次排查安全隐患,国家市场监督管理总局也提出了对新能源汽车及三电核心零部件缺陷等问题建立召回机制。 展开更多
关键词 纯电动汽车 气体发生器 工信部 新能源汽车 动力电池包 安全气囊 制动系统 特斯拉
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动力电池包箱体的仿真分析与结构优化 被引量：2
10
作者 倪洋溢 王浩源 《农业装备与车辆工程》 2023年第5期161-165,168,共6页
为了改进电池包箱体结构设计存在的不足,建立了细致的电池包外壳体有限元模型,简化了内部电芯、内部热管理模组和电子元器件,以HyperMesh结合OptiStruct的方式分析了电池包的常见静力学工况、模态,再结合LS-DYNA分析了挤压工况;考察了... 为了改进电池包箱体结构设计存在的不足,建立了细致的电池包外壳体有限元模型,简化了内部电芯、内部热管理模组和电子元器件,以HyperMesh结合OptiStruct的方式分析了电池包的常见静力学工况、模态,再结合LS-DYNA分析了挤压工况;考察了电池包安全性,得出电池包结构刚度和强度偏低,并对上盖进行形貌优化,经过多次迭代优化,在原有结构性能基础上,有效提升了其刚度的性能表现。 展开更多
关键词 动力电池包 模态 挤压 刚度 形貌优化
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动力电池包装配式密封条的设计概况
11
作者 张毅翔 乔淑平 +3 位作者 赵传军 俞永江 朱晓怡 覃小攀 《橡胶工业》 CAS 2024年第5期394-399,共6页
以装配式密封条为例,介绍动力电池包密封条的设计要素,包括开发体系和分类、断面设计、性能要求、材料选择、定位精度和尺寸公差。密封条的上、下表面接触压力大于0.01 MPa,密封条即实现安全密封,密封等级达到IPX7。密封条橡胶材料的主... 以装配式密封条为例,介绍动力电池包密封条的设计要素,包括开发体系和分类、断面设计、性能要求、材料选择、定位精度和尺寸公差。密封条的上、下表面接触压力大于0.01 MPa,密封条即实现安全密封,密封等级达到IPX7。密封条橡胶材料的主体材料选用三元乙丙橡胶最佳,密封条的尺寸公差采用M1等级,定位采用分区定位法。 展开更多
关键词 动力电池包 装配式密封条 接触压力 尺寸公差 数值模拟
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电池包结构有限元分析及优化
12
作者 王冠金 陈鑫 胡晗达 《机械工程与自动化》 2024年第4期63-66,70,共5页
应用有限元分析软件Hypermesh、ANSYS和Star-CCM++,对一款搭载液冷系统的动力电池包进行了综合仿真分析。分析了电池包箱体的模态、静强度、液冷板流阻和流场均匀性。根据仿真结果对电池包的结构进行了优化,包括模组支撑架的拓扑、箱体... 应用有限元分析软件Hypermesh、ANSYS和Star-CCM++,对一款搭载液冷系统的动力电池包进行了综合仿真分析。分析了电池包箱体的模态、静强度、液冷板流阻和流场均匀性。根据仿真结果对电池包的结构进行了优化,包括模组支撑架的拓扑、箱体尺寸和液冷板流道的优化。对优化后的模型进行了静强度和挤压仿真验证,结果表明电池包在安全性和可靠性方面均符合要求,实现了更合理和轻量化的设计。 展开更多
关键词 动力电池包 有限元分析 结构优化 轻量化设计
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基于Kriging模型多目标遗传算法的高功率动力电池包冷却性能研究 被引量：6
13
作者 童高鹏 王之丰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1366-1372,共7页
电芯温度对动力电池包性能的影响极大,为了降低某液冷型动力电池包在高倍率放电工况下的最高温度以及提升电池包的能量密度,对电池包模组进行冷却结构参数优化。首先建立了单体电芯放电发热模型和电池模组计算模型,并对电芯放电发热模... 电芯温度对动力电池包性能的影响极大,为了降低某液冷型动力电池包在高倍率放电工况下的最高温度以及提升电池包的能量密度,对电池包模组进行冷却结构参数优化。首先建立了单体电芯放电发热模型和电池模组计算模型,并对电芯放电发热模型进行试验标定。接着以电芯间距和冷却液进口温度为优化变量,电池模组最高温度和体积为优化目标,最大温差、电芯间距和冷却液进口温度为约束条件,利用拉丁超立方法对优化变量进行参数化组合样本的建立,结合Kriging代理模型和多目标遗传算法对电池模组进行寻优求解,优化结果显示:相比于原始的最高温度下降了9.7%,最大温差下降了12.5%,电芯间距体积减小了7.1%。最后依照优化结果进行样件的试制并完成台架试验,优化结果与试验测试值具有良好的一致性,验证了优化方法的有效性,为提升电池包的散热性能和能量密度提供理论参考。 展开更多
关键词 动力电池包 冷却性能 KRIGING模型 多目标遗传算法
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橡胶黏弹性对电池包密封件密封性能的影响
14
作者 丁军 索双富 +1 位作者 柯玉超 张波 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期64-67,72,共5页
动力电池包橡胶密封件密封性是关系到新能源汽车动力系统安全的关键因素之一。橡胶材料是一种典型的黏弹性材料,决定了橡胶密封件在使用过程中会发生应力松弛,进而有可能会导致密封失效。基于橡胶材料单轴压缩以及应力松弛实验,与ABAQU... 动力电池包橡胶密封件密封性是关系到新能源汽车动力系统安全的关键因素之一。橡胶材料是一种典型的黏弹性材料,决定了橡胶密封件在使用过程中会发生应力松弛,进而有可能会导致密封失效。基于橡胶材料单轴压缩以及应力松弛实验,与ABAQUS数值模拟相结合,确定橡胶材料超弹-黏弹本构模型及相关参数,对电池包密封件进行有限元分析。分析结果表明,接触压力和Von-Mises应力随着时间增加出现明显的下降;橡胶材料的黏弹特性对密封性能有显著的影响。 展开更多
关键词 动力电池包 黏弹特性 应力松弛 接触压力
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新能源汽车电池包防火涂料的现状与进展
15
作者 刘文庆 朱罗毅 宋立明 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期66-71,85,共7页
新能源汽车电池包防火涂料属于涂料应用新领域,市场前景广阔,目前已有多家涂料厂家推出电池包防火涂料,以双组分超薄膨胀型防火涂料为主。因其契合电池包轻量化、灵活设计及自动化的需求,防火涂料开始在电池包中应用,但对应用场景、施... 新能源汽车电池包防火涂料属于涂料应用新领域,市场前景广阔,目前已有多家涂料厂家推出电池包防火涂料,以双组分超薄膨胀型防火涂料为主。因其契合电池包轻量化、灵活设计及自动化的需求,防火涂料开始在电池包中应用,但对应用场景、施工和失效特点等方面的针对性有所欠缺,又一定程度上限制了其大规模应用。针对新能源电池包热失控时高温火焰、颗粒冲击等特点,综述了新型电池包防火涂料研究进展,如通过添加防火树脂提高耐火性能、陶瓷化提高炭层的强度、加入防火以外的新功能等,为新能源电池包防火涂料的开发提供了新的视野。 展开更多
关键词 新能源汽车 动力电池包 热失控 防火涂料 膨胀型
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新能源汽车动力电池包轻量化设计分析
16
作者 赵振强 《汽车周刊》 2024年第11期0069-0071,共3页
本文首先介绍了新能源汽车动力电池包的基础构成,然后通过专业的研究与分析,精准把握动力电池包轻量化设计思想, 根据该思维提出动力电池包轻量化实践设计,内容包含科学把控电池包布置方法、运用轻质材料、规范电池模组、优化组合方式 ... 本文首先介绍了新能源汽车动力电池包的基础构成,然后通过专业的研究与分析,精准把握动力电池包轻量化设计思想, 根据该思维提出动力电池包轻量化实践设计,内容包含科学把控电池包布置方法、运用轻质材料、规范电池模组、优化组合方式 及开展极限设计等,满足动力电池包轻量化设计需求,使新能源汽车运行更为顺畅,延长汽车内部零部件的应用寿命。 展开更多
关键词 轻量化设计 动力电池包 轻质材料 新能源汽车
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专家门诊
17
作者 汪学慧 《汽车维修与保养》 2024年第6期18-19,共2页
某辆2015年款的比亚迪秦插电式混合动力汽车,已正常行驶超过7年,近日发现早晨用车时,车辆偶然有无法启动的故障现象。当时怀疑是动力电池包的电量不足,拖车到就近的充电桩进行充电,可是车辆依然无法启动。而后检查发现是低压蓄电池电量... 某辆2015年款的比亚迪秦插电式混合动力汽车,已正常行驶超过7年,近日发现早晨用车时,车辆偶然有无法启动的故障现象。当时怀疑是动力电池包的电量不足,拖车到就近的充电桩进行充电,可是车辆依然无法启动。而后检查发现是低压蓄电池电量不足,仪表盘上显示“低压电池电量低,进入智能充电模式”的提示,但经过一整天的充电后此提示仍然不消失。继续检测后发现,是该低压蓄电池已失效。 展开更多
关键词 插电式混合动力汽车 蓄电池电量 无法启动 充电桩 仪表盘 比亚迪 动力电池包 智能充电模式
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ZL210A铝合金动力电池包的精密铸造研究 被引量：2
18
作者 邱小云 王冀恒 《热加工工艺》 北大核心 2023年第7期70-72,76,共4页
设计了电动汽车ZL210A铝合金动力电池包结构及浇注系统,基于ProCAST软件建立铝合金动力电池包精密铸造仿真模型,对动力电池包精密铸造的凝固、缩孔缩松特性进行研究和分析,并运用试验进行了验证。结果表明:设计的铝合金动力电池包铸件... 设计了电动汽车ZL210A铝合金动力电池包结构及浇注系统,基于ProCAST软件建立铝合金动力电池包精密铸造仿真模型,对动力电池包精密铸造的凝固、缩孔缩松特性进行研究和分析,并运用试验进行了验证。结果表明:设计的铝合金动力电池包铸件浇注系统简单,且能准确控制合金液流动、充型时间、凝固温度;铝合金动力电池包铸件整个凝固过程中基本呈现对称分布,电池包精密铸造模拟的缩孔缩松率总和为3.68%。试验铸件缩孔缩松率总和平均值为3.72%,与仿真3.68%基本一致,验证了仿真结果的准确性。 展开更多
关键词 电动汽车 动力电池包 铝合金精密铸造
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车载动力电池包的有限元分析及轻量化设计 被引量：5
19
作者 鲁春艳 田菲 万长东 《机械工程与自动化》 2022年第1期84-87,共4页
为了实现动力电池包的轻量化,并避免电池包在使用时产生的频率共振问题,对动力电池包的3种典型工况进行结构强度分析及模态响应分析。采用变密度法建立了以电池包柔度最小为优化目标、单元节点位移为设计变量、电池包的刚度和模态为约... 为了实现动力电池包的轻量化,并避免电池包在使用时产生的频率共振问题,对动力电池包的3种典型工况进行结构强度分析及模态响应分析。采用变密度法建立了以电池包柔度最小为优化目标、单元节点位移为设计变量、电池包的刚度和模态为约束条件的优化数学模型,对电池包上盖进行形貌优化。根据优化结果对电池包进行结构改进,改进后的电池包强度、刚度均大幅提高,低阶频率提高,避开了激振频率,电池包结构更加合理,证明了优化的可行性。同时电池包箱体质量减轻了8.67%,达到了轻量化的目的。 展开更多
关键词 动力电池包 有限元分析 轻量化设计
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低温冷源对动力电池包内部温湿特性影响分析
20
作者 陈吉清 陶洪达 +2 位作者 兰凤崇 李伟健 蒋心平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期227-237,共11页
电动汽车动力电池包结构中,液冷是一种重要的散热形式,其与电池包内部空气的热交换作用不仅增大了电池包内环境相对湿度,还强化了与外部环境的热质交互,增加包内潮湿冷凝风险,从而引起系统安全可靠性问题。同时电池包内环境温湿分布以... 电动汽车动力电池包结构中,液冷是一种重要的散热形式,其与电池包内部空气的热交换作用不仅增大了电池包内环境相对湿度,还强化了与外部环境的热质交互,增加包内潮湿冷凝风险,从而引起系统安全可靠性问题。同时电池包内环境温湿分布以及水分蒸发冷凝的动态演化过程难以在实际应用中监测。研究为此分析电池包内外环境之间的热质传递物理过程,通过开口系统模型阐述内外传热传质关系,根据非等温流动方程、水蒸气对流扩散方程和蒸发冷凝方程建立电池包微环境热质传递模型。结合小型动力电池包结构特征建立数值分析模型,探究电池包内部“温-湿-流”多场耦合规律。通过分析不同冷却强度下电池包内环境的温湿演化,明确低温冷源对水汽传输和冷凝的增强作用。所构建模型高效地阐述电池包内部水汽传输和冷凝特征,揭示低温冷源使电池包底部潮湿,冷却强度越大冷凝量越大,电池包内外水汽传输程度越强的规律。 展开更多
关键词 动力电池包 温湿耦合 瞬态数值分析 低温冷凝
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