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电动汽车动力电池热管理技术的研究与实现 被引量:68
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作者 李军求 吴朴恩 张承宁 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期22-27,35,共7页
为改善电动汽车辆动力电池的性能,尤其是高低温适应性,基于电池性能模型提出了电池热管理系统设计流程,实验分析了锂离子电池温升、低温性能和电池性能模型的适应性,运用电池热电耦合和热传导理论提出了电池热分析建模方法,并应用于PTC... 为改善电动汽车辆动力电池的性能,尤其是高低温适应性,基于电池性能模型提出了电池热管理系统设计流程,实验分析了锂离子电池温升、低温性能和电池性能模型的适应性,运用电池热电耦合和热传导理论提出了电池热分析建模方法,并应用于PTC加热和强制风冷的电池热管理系统设计,仿真得到了电池生热、散热和加热的电池温度特性及影响规律,最后通过实验验证了建模方法的正确性和热管理系统的有效性。 展开更多
关键词 电动汽车 锂离子电池 电池热管理 生热模型
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混合动力汽车动力电池热管理系统流场特性研究 被引量:25
2
作者 陈磊涛 许思传 常国峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期224-227,共4页
为改善电池组的温度均匀性,对混合动力汽车电池热管理系统提出了两种局部结构的变动途径,一种是改变通道的宽度,另一种是改变空气进出口处集流板的倾斜角度。利用FLUENT软件对15种结构变动方案的流场进行模拟计算,详细分析了结构变动对... 为改善电池组的温度均匀性,对混合动力汽车电池热管理系统提出了两种局部结构的变动途径,一种是改变通道的宽度,另一种是改变空气进出口处集流板的倾斜角度。利用FLUENT软件对15种结构变动方案的流场进行模拟计算,详细分析了结构变动对流速分布的影响,比较了两种结构变动途径的作用机理。最后,选出流速均匀性相对最好的结构方案,试验验证表明该方案的温差满足设计要求。 展开更多
关键词 混合动力汽车 电池热管理 流场特征
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某纯电动车型电池热管理系统设计分析与验证 被引量:25
3
作者 夏顺礼 秦李伟 +2 位作者 赵久志 王亚斌 张宝鑫 《汽车工程学报》 2011年第2期140-146,共7页
有效的电池组热管理(BTM)是纯电动汽车(EV)与混合动力汽车(HEV)在所有气候条件下工作必不可少的,也是动力电池良好循环寿命和安全工作的保障。本文详细介绍了某电动车型电池组热管理系统软硬件的基本功能和控制策略,通过CFD仿真分析了... 有效的电池组热管理(BTM)是纯电动汽车(EV)与混合动力汽车(HEV)在所有气候条件下工作必不可少的,也是动力电池良好循环寿命和安全工作的保障。本文详细介绍了某电动车型电池组热管理系统软硬件的基本功能和控制策略,通过CFD仿真分析了该体系内部的流场分布。同时,通过对该车型进行低温充电加热试验,结果表明,有效地改善了动力电池组低温充电温度环境,保证了动力电池的安全性和循环寿命。 展开更多
关键词 电动汽车 热管理 充电
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基于液体介质的电动汽车动力电池热管理研究进展 被引量:23
4
作者 霍宇涛 饶中浩 +1 位作者 刘新健 赵佳腾 《新能源进展》 2014年第2期135-140,共6页
电动汽车在节能减排上具有很大的潜力和优势,但其性能受动力电池的制约,而温度又会影响电池的安全和寿命。因此,为保证电动汽车的综合性能,需配置合理的电池热管理系统。由于液体冷却具有较好的降温效果,采用液体介质对电池进行热管理... 电动汽车在节能减排上具有很大的潜力和优势,但其性能受动力电池的制约,而温度又会影响电池的安全和寿命。因此,为保证电动汽车的综合性能,需配置合理的电池热管理系统。由于液体冷却具有较好的降温效果,采用液体介质对电池进行热管理近年来逐渐引起重视。本文介绍了基于液体介质的电池热管理基本原理,综述了液体介质应用于电池热管理的研究进展,并重点介绍了新型热管在电池散热方面的应用,同时指出了目前液体介质冷却电池时存在的一些问题。 展开更多
关键词 电动汽车 电池热管理 液体介质 热管
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电动汽车动力电池热管理实验与数值分析 被引量:18
5
作者 饶中浩 汪双凤 +1 位作者 洪思慧 巫茂春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1157-1160,共4页
为延长动力电池循环寿命,提升电动汽车整车热安全特性,本文采用实验与数值模拟相结合的方法,分析了基于相变材料热管理的LiFePO_4动力电池散热性能。结果表明,电池模块的最高温度以及局部温差受相变材料导热系数与相变材料用量影响较大... 为延长动力电池循环寿命,提升电动汽车整车热安全特性,本文采用实验与数值模拟相结合的方法,分析了基于相变材料热管理的LiFePO_4动力电池散热性能。结果表明,电池模块的最高温度以及局部温差受相变材料导热系数与相变材料用量影响较大;相变材料导热系数足够大时,相变材料相变温度与环境温度差值越小,电池模块局部温差越小,但最高温度变化不大;环境温度过高时,相变材料能有效阻滞环境热量进入电池模块。 展开更多
关键词 电动汽车 电池热管理 局部温差 相变材料 导热系数
原文传递
动力电池热管冷却效果实验 被引量:17
6
作者 张国庆 吴忠杰 +1 位作者 饶中浩 傅李鹏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1165-1168,1174,共5页
基于对动力电池在大负荷运行模式下的产热行为分析,组装了一种采用热管式冷却的电池热管理系统。在空气自然对流、强制对流和热管冷却3种模式下,研究了电池模块中各电池在放电过程的温度变化趋势。结果表明,镍氢MH-Ni动力电池采用热管... 基于对动力电池在大负荷运行模式下的产热行为分析,组装了一种采用热管式冷却的电池热管理系统。在空气自然对流、强制对流和热管冷却3种模式下,研究了电池模块中各电池在放电过程的温度变化趋势。结果表明,镍氢MH-Ni动力电池采用热管式冷却方式具有良好的冷却效果,可确保电池在最佳的工作温度范围内运行,并且具有拉平电池温度的能力。与自然冷却及强制对流冷却相比,在3728mA电流放电情况下,热管冷却方式使电池温升最多可以降低10℃左右;持续放电8min后电池温度也不超过43℃。 展开更多
关键词 动力电池 电池热管理 热管冷却 温度
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纯电动汽车冷媒直冷电池热管理系统的实验研究 被引量:17
7
作者 聂磊 王敏弛 +2 位作者 赵耀 葛天舒 代彦军 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期52-58,共7页
针对电动汽车动力电池能量密度逐渐上升及快充过程中电池发热量大的问题,本文提出采用蜂窝型单面吹胀铝板作为电池冷板的一种新型冷媒直冷电池热管理系统,充分利用制冷剂在流道内的高沸腾传热潜热处理动力电池热负荷。为了研究此冷媒直... 针对电动汽车动力电池能量密度逐渐上升及快充过程中电池发热量大的问题,本文提出采用蜂窝型单面吹胀铝板作为电池冷板的一种新型冷媒直冷电池热管理系统,充分利用制冷剂在流道内的高沸腾传热潜热处理动力电池热负荷。为了研究此冷媒直冷热管理系统的运行性能,构建了新型直冷系统的实验测试装置,并在UDDS标准工况下进行实验研究。测试结果表明:在6 kW下的最大设计发热量下,系统在150 s左右可快速响应热管理需求,具有较快的温度响应特性;电池冷板表面平均温度可控制在15~20℃的最佳温度区间,并达到温差小于4℃的良好均温性,且系统COP稳定在2.8以上。 展开更多
关键词 电池热管理 直冷系统 冷板设计 实验研究
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液冷板电池组散热性能仿真及优化 被引量:17
8
作者 徐海峰 苏林 盛雷 《制冷技术》 2019年第2期23-28,39,共7页
为研究动力电池液冷板的散热效果,本文建立了电池组的液冷模型并验证了模型的有效性。针对电动汽车实际工况,探讨电池放电倍率、冷却液入口温度和流速对电池温度场的影响。结果显示,在5 倍率放电时,降低冷却液入口温度会使得电池组最高... 为研究动力电池液冷板的散热效果,本文建立了电池组的液冷模型并验证了模型的有效性。针对电动汽车实际工况,探讨电池放电倍率、冷却液入口温度和流速对电池温度场的影响。结果显示,在5 倍率放电时,降低冷却液入口温度会使得电池组最高温度明显减小,提高冷却液流速会导致更大的电池组温差。通过改变液冷板流道与其在电池组的布置方案,缩短了电池组高温区传热路径;与原有的冷却模型相比,电池组最高温度和温差最大降幅分别为2.80 ℃和3.70 ℃。 展开更多
关键词 电池热管理 数值模拟 液冷
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基于平板热管技术的电池热管理系统实验研究 被引量:16
9
作者 丹聃 连红奎 +5 位作者 张扬军 姚程宁 王悦齐 任伟宁 诸葛伟林 钱煜平 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期1023-1030,共8页
温度是影响锂离子动力电池性能的关键因素,本文采用平板热管作为电池热管理的传热部件,实验研究了平板热管在不同电池产热功率条件下的传热性能和均温性,理论计算了平板热管扩散热阻及导热系数.研究表明,在25 W产热条件下,平板热管扩散... 温度是影响锂离子动力电池性能的关键因素,本文采用平板热管作为电池热管理的传热部件,实验研究了平板热管在不同电池产热功率条件下的传热性能和均温性,理论计算了平板热管扩散热阻及导热系数.研究表明,在25 W产热条件下,平板热管扩散热阻为0.044℃W-1,等效导热系数650 W K-1,随着电池产热功率的增大,平板热管的扩散热阻降低,等效导热系数显著增大.在多热源条件下,平板热管表面最大温差低于4℃,表明其较好的均温性,在电池热管理系统中具有较好的应用前景. 展开更多
关键词 电池热管理 平板热管 均温性 等效导热系数 多热源
原文传递
基于相变材料的动力电池热管理数值模拟 被引量:16
10
作者 赵佳腾 饶中浩 李意民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1275-1280,共6页
锂离子动力电池经过多次充放电循环后,不可避免出现老化现象,单体电池局部温差增大,成组效应更加明显.本文建立了非均匀产热动力电池组三维模型,采用数值模拟的方法,模拟分析了基于相变材料的圆柱形LiFePO_4动力电池模块(4×6)的降... 锂离子动力电池经过多次充放电循环后,不可避免出现老化现象,单体电池局部温差增大,成组效应更加明显.本文建立了非均匀产热动力电池组三维模型,采用数值模拟的方法,模拟分析了基于相变材料的圆柱形LiFePO_4动力电池模块(4×6)的降温与均温性能。结果表明,相比没有填充PCM情况,填充PCM后,最高温度随时间呈现先明显增加后逐渐平缓的趋势,放电结束时明显降低,但随着导热系数的增加,最高温度降低不明显。在单体电池固有较大温差情况下,采用StyleⅠ方式排列电池正负极,降低相变温度和增加导热系数均难很好地控制电池模块温度均匀性。对于正负极出现产热不均匀的老化电池组,采用styleⅡ或styleⅢ排列方式是必要的。 展开更多
关键词 电池热管理 相变材料 最高温度 局部温差
原文传递
变接触面液冷系统的电池模组温度一致性研究 被引量:15
11
作者 干年妃 孙长乐 +1 位作者 刘东旭 雷富强 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期34-42,共9页
为了使电池系统单体间的温度具有较好的一致性,设计了一种在单体间隙中填充铝柱的液冷热管理系统,建立了单体的电化学-热耦合模型,对比研究了不同入口流速、不同截面边长和高度组合的铝柱液冷系统对电池热性能的影响.研究结果表明,截面... 为了使电池系统单体间的温度具有较好的一致性,设计了一种在单体间隙中填充铝柱的液冷热管理系统,建立了单体的电化学-热耦合模型,对比研究了不同入口流速、不同截面边长和高度组合的铝柱液冷系统对电池热性能的影响.研究结果表明,截面边长和高度梯度变化的铝柱液冷系统的冷却性能和单体间的温度一致性都要优于截面边长和高度为定值的系统.在放电倍率为3 C,入口流速为0.10 m/s时,此组合方式下电池模块中单体间的最大温差保持在3.72℃以内,满足电池系统热管理的需求.最后,针对此模型对不同放电倍率进行了仿真验证,结果显示单体间温度具有较好的一致性. 展开更多
关键词 锂离子电池 电池热管理 液冷 变接触面 温差
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锂离子电池组不一致性控制的研究进展 被引量:13
12
作者 宋文吉 吕杰 +1 位作者 罗卫 冯自平 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期303-306,共4页
总结电池均衡、成组方式和热管理的研究方法及问题。电池均衡技术主要有电池均衡电路、电池均衡控制策略;电池成组方式主要有电池串并联方式、电池连接阻抗;电池热管理主要有电池生热特性、电池散热结构和电池组热管理等。
关键词 锂离子电池组 电池均衡 电池成组方式 电池热管理
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电动汽车热管理系统的研究现状及展望 被引量:14
13
作者 李夔宁 邝锡金 +2 位作者 荣正壁 李京苑 谢翌 《制冷与空调》 2020年第5期60-70,共11页
电动汽车正面临着前所未有的发展机遇,但在实际应用中,电动汽车仍然有一些亟待解决的问题,比如在极端的气候和驾驶条件下电池性能恶化,在低温环境下热泵系统效率急剧下降以及车外换热器的除霜问题等等。因此,对电动汽车热管理系统的研... 电动汽车正面临着前所未有的发展机遇,但在实际应用中,电动汽车仍然有一些亟待解决的问题,比如在极端的气候和驾驶条件下电池性能恶化,在低温环境下热泵系统效率急剧下降以及车外换热器的除霜问题等等。因此,对电动汽车热管理系统的研究是解决电动汽车实际应用的关键。本文总结了国内外电动汽车热管理系统的研究成果,从基本的三电(电池、电机/电控)热管理、热泵空调到集成热管理系统,对现有的研究现状进行了综述分析,并对未来电动汽车热管理系统的发展方向和趋势进行了预测和展望,对于今后电动汽车热管理系统的研究和工程应用具有指导意义。 展开更多
关键词 电动汽车 热管理系统 电池热管理 热泵空调 研究现状
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低温环境下电池热管理研究进展 被引量:13
14
作者 霍宇涛 饶中浩 +1 位作者 赵佳腾 刘臣臻 《新能源进展》 2015年第1期53-58,共6页
动力电池作为电动汽车(Electric vehicle,EV)的重要组件,在低温环境下存在能量密度和功率密度下降等问题。为提高低温条件下动力电池的性能,需要合适的电池热管理系统。本文介绍了动力电池在低温环境下的放电特性,整理归纳了现有的各种... 动力电池作为电动汽车(Electric vehicle,EV)的重要组件,在低温环境下存在能量密度和功率密度下降等问题。为提高低温条件下动力电池的性能,需要合适的电池热管理系统。本文介绍了动力电池在低温环境下的放电特性,整理归纳了现有的各种电池加热方式,并综述了低温环境下电池热管理研究进展,对电池低温下热管理的进一步研究具有指导意义。 展开更多
关键词 低温 电池热管理 加热
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基于直流道液冷板的动力电池冷却性能仿真 被引量:12
15
作者 蔡森林 魏名山 +1 位作者 宋盼盼 魏洪革 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期380-385,共6页
为了改善某商用车动力电池组的散热能力,降低电池组冷却系统的能耗,提出了一种并联非等长直流道的液冷板结构。以方形锂离子电池组为研究对象,建立液冷式锂离子电池组冷却系统的仿真模型,对液冷板结构进行优化。结果表明:该液冷板在满... 为了改善某商用车动力电池组的散热能力,降低电池组冷却系统的能耗,提出了一种并联非等长直流道的液冷板结构。以方形锂离子电池组为研究对象,建立液冷式锂离子电池组冷却系统的仿真模型,对液冷板结构进行优化。结果表明:该液冷板在满足电池组散热能力的同时能够较好地控制液冷板压降;结构优化后的液冷板流动阻力最大降低12.5 kPa,电池组的最高温度和最大温差的最大降幅分别为0.26℃和0.27℃。调整冷却液流量和温度能够提升电池组散热能力,确保电池组在合理的温度范围内工作。 展开更多
关键词 动力电池组 电池热管理 液冷板 压降 数值模拟
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多孔复合相变材料电池热管理模型及结构优化 被引量:12
16
作者 李扬 陶于兵 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期213-221,共9页
针对锂离子电池的热管理问题,建立了电池产热与相变材料相变控温过程耦合的计算模型.采用泡沫铜/石蜡多孔复合相变材料作为控温材料,在5C充放电倍率下研究了相变材料层厚度和多孔骨架对电池散热性能的影响.结果表明,填充多孔介质可以有... 针对锂离子电池的热管理问题,建立了电池产热与相变材料相变控温过程耦合的计算模型.采用泡沫铜/石蜡多孔复合相变材料作为控温材料,在5C充放电倍率下研究了相变材料层厚度和多孔骨架对电池散热性能的影响.结果表明,填充多孔介质可以有效提高散热速率、降低电池表面温度,但会引起储热密度降低、有效控温时间缩短.基于此结果,提出了兼顾控温效果和控温时间的部分多孔介质填充模型,并对其结构进行了优化.研究发现,在整体相变控温层厚度为6 mm,多孔介质填充区为相变控温层厚度一半时,可以实现综合性能最佳的控温效果. 展开更多
关键词 多孔介质 电池热管理 相变材料 结构优化
原文传递
纯电动汽车锂离子动力电池热特性研究 被引量:11
17
作者 谢金法 谢宁 李博超 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第6期1001-1004,共4页
分析锂离子动力电池的发热机理,总结出电池发热与电动势温度系数、电池荷电状态(SOC)值、电池内阻、电流倍率等因素有关,通过实验在不同环境温度下对三元锂离子电池重要特性指标进行研究。得出结论:放电容量随环境温度的升高而增大,随... 分析锂离子动力电池的发热机理,总结出电池发热与电动势温度系数、电池荷电状态(SOC)值、电池内阻、电流倍率等因素有关,通过实验在不同环境温度下对三元锂离子电池重要特性指标进行研究。得出结论:放电容量随环境温度的升高而增大,随放电倍率的增大而降低;直流内阻在低温时升高明显,放电内阻大于充电内阻;在低温下荷电状态-开路电压曲线低于高温下曲线;放电效率曲线得出电池正常工作的温度参考范围。对于电动汽车电池热管理系统的设计具有重要的意义。 展开更多
关键词 纯电动汽车 三元锂离子电池 环境温度 电池热管理
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石墨/石蜡相变材料在电池热管理中的应用 被引量:11
18
作者 李泽群 杨建国 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第9期1287-1292,共6页
为改善电动汽车动力电池的工作温度,设计了基于相变材料的被动式动力电池热管理系统,建立三维电池热模型。通过数值模拟方法,研究不同混合比例下的膨胀石墨/石蜡复合材料热物性参数(导热系数、相变潜热、比热容等)对电池热管理系统性能... 为改善电动汽车动力电池的工作温度,设计了基于相变材料的被动式动力电池热管理系统,建立三维电池热模型。通过数值模拟方法,研究不同混合比例下的膨胀石墨/石蜡复合材料热物性参数(导热系数、相变潜热、比热容等)对电池热管理系统性能的影响。结果表明:相变冷却可以有效降低放电过程中电池的最高温度。相同体积下,膨胀石墨质量分数为5%~10%时,膨胀石墨/石蜡复合材料的储热性能最佳:可使电池在1 C放电/环境温度25℃工况、1 C放电/环境温度35℃工况、2 C放电/环境温度25℃工况下,电池最大温差控制在1.07、1.30、3.42℃,电池最高温度控制在38.4、41.3、46.1℃,与无相变材料冷却相比分别下降1.78、9.18、6.73℃。 展开更多
关键词 电池热管理 相变 膨胀石墨/石蜡 电池温度
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相变材料在汽车动力电池热管理中的应用新进展 被引量:11
19
作者 练晨 王亚楠 +2 位作者 何鑫 厉青峰 李华 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期38-47,共10页
在分析汽车动力电池热管理技术对于温度均匀性需求的基础上,对相变材料的分类、工作原理和应用形式进行了介绍。通过文献综述列举并分析了多种增强相变材料热导率的方法,并从被动热管理系统和主动热管理系统两方面介绍了将相变材料应用... 在分析汽车动力电池热管理技术对于温度均匀性需求的基础上,对相变材料的分类、工作原理和应用形式进行了介绍。通过文献综述列举并分析了多种增强相变材料热导率的方法,并从被动热管理系统和主动热管理系统两方面介绍了将相变材料应用在电池热管理系统中的技术需求、实现方式和使用效果。通过总结近年来的研究成果与应用进展,为该领域的研究和发展方向提出了建议。 展开更多
关键词 相变材料 电动汽车 电池热管理 温度均匀性 潜热 热导率
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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
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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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