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液冷管道对动力锂电池组温度场影响研究 被引量:18
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作者 安治国 丁玉章 +1 位作者 刘奇 癿建建 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期795-798,共4页
锂电池被广泛用于电动汽车来代替传统能源,但由于锂电池适宜工作最高温度为50℃,所以有效控制电池组温度对于电动汽车设计尤为重要。建立了液冷散热锂离子电池组有限元模型。对不同流道数量的电池组进行仿真,可知增加流道数量能够降低... 锂电池被广泛用于电动汽车来代替传统能源,但由于锂电池适宜工作最高温度为50℃,所以有效控制电池组温度对于电动汽车设计尤为重要。建立了液冷散热锂离子电池组有限元模型。对不同流道数量的电池组进行仿真,可知增加流道数量能够降低电池组最高温度;分别对相同截面积的圆形和矩形流道电池组进行放电过程热仿真,可知采用矩形流道能比圆形流道更能有效降低最高温度,但同时会提高电池组内最大温差;对不同长宽比的矩形截面流道电池组进行仿真,可知增大流道截面长宽比,能有效降低电池组的最大温度,但过量增大截面长宽比会提高电池组内温差,使电池组的均温性能下降。 展开更多
关键词 锂离子电池组 液体冷却 冷板 热分布
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锂电池并行流道液冷板结构设计和散热性能分析 被引量:10
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作者 余剑武 陈亚玲 +2 位作者 范光辉 胡仕港 包有玉 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2788-2795,共8页
为探究并行流道液冷板的散热性能,采用计算流体力学(CFD)数值计算方法对液冷板进行三维稳态分析,对比研究了液冷板在不同冷却液流量、流道宽度、流道深度和强化传热结构下的散热性能、均温性能以及能耗性能。结果表明:增加流量在一定程... 为探究并行流道液冷板的散热性能,采用计算流体力学(CFD)数值计算方法对液冷板进行三维稳态分析,对比研究了液冷板在不同冷却液流量、流道宽度、流道深度和强化传热结构下的散热性能、均温性能以及能耗性能。结果表明:增加流量在一定程度上可以提升液冷板的散热性能,但持续增大流量不仅会增加系统能耗,而且改善效果十分受限。流道宽度从中心向两侧递减变化、流道深度减小、布置强化传热结构的设计都有利于提高液冷系统的散热和均温性能;相对于等宽(A5)流道设计,整体布置强化传热结构(S1)的流道设计可使液冷板的平均温度和最大温差分别降低8.9℃和9.06℃。本文研究成果可为电池热管理系统的结构设计提供理论指导。 展开更多
关键词 车辆工程 液冷板 并行流道 散热性能 能耗 强化传热结构
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液冷组件热设计 被引量:6
3
作者 杨双根 金开军 朱春玲 《安徽工程科技学院学报(自然科学版)》 2004年第4期73-76,共4页
现代化雷达大功率、小体积及日益苛刻的应用环境,对散热手段提出了越来越高的要求.针对某雷达发 射机固态组件进行了细致的热分析,设计了液冷组件,得出在流量为2.5 L/min时,能满足热设计要求,此时 的压力损失也较小,而且数值计算结果... 现代化雷达大功率、小体积及日益苛刻的应用环境,对散热手段提出了越来越高的要求.针对某雷达发 射机固态组件进行了细致的热分析,设计了液冷组件,得出在流量为2.5 L/min时,能满足热设计要求,此时 的压力损失也较小,而且数值计算结果最终被实验验证. 展开更多
关键词 热设计 液冷 雷达发射机 大功率 小体积 散热 固态 组件 应用环境 流量
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LED模块用液冷基板的流道和换热性能研究 被引量:7
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作者 梁雪艳 孙志坚 黄秋月 《中国照明电器》 2012年第1期6-10,共5页
针对大功率LED模块用液冷基板,通过理论分析,提出中间入口的S型流道、双S型流道和中间入口的双S型流道3种改进流道结构,并进行数值模拟。模拟结果表明,在相同的入口流速(流量)和入口水温下,中间入口的S型流道具有最佳的流动和换热综合性... 针对大功率LED模块用液冷基板,通过理论分析,提出中间入口的S型流道、双S型流道和中间入口的双S型流道3种改进流道结构,并进行数值模拟。模拟结果表明,在相同的入口流速(流量)和入口水温下,中间入口的S型流道具有最佳的流动和换热综合性能;双S型流道性能次之;中间入口的双S型流道压降最小、且随入口流速增长缓慢,具有最佳的流动性能,提高流量时其散热性能可得到显著改善,因而流量可变时,该流道的综合性能最好。 展开更多
关键词 LED液冷基板 流道 温度场 数值模拟
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IGBT水冷基板瞬态启停及变工况运行特性实验研究 被引量:7
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作者 赵国亮 李卫国 +2 位作者 乔尔敏 陈常念 公维平 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期352-358,共7页
为避免绝缘栅双级晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)水冷基板在非常情况下导致冷却失效甚至造成系统瘫痪的危险发生,针对设计制作的一种平行微通道水冷基板在多种变工况条件下进行了其传热性能的实验研究;实验研究的... 为避免绝缘栅双级晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)水冷基板在非常情况下导致冷却失效甚至造成系统瘫痪的危险发生,针对设计制作的一种平行微通道水冷基板在多种变工况条件下进行了其传热性能的实验研究;实验研究的变工况条件包括供水系统的瞬态启动或停止条件,质量流量60~330 kg/h的波动变化条件以及水冷基板部分流道堵塞的条件,重点研究了实验条件对被冷却器件表面温度及其冷却效果的影响规律。结果表明:瞬态变化条件下高热流密度时会发生危险工况,其反应时间τR<10 s,流量波动条件下当平均努赛尔数Nu较小时对冷却效果影响较大,水冷基板部分流道堵塞的条件不会导致大幅温升。 展开更多
关键词 水冷基板 瞬态特性 变工况运行 热流密度 绝缘栅双极晶体管
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双冷板液冷锂离子电池温升特性研究 被引量:6
6
作者 刘霏霏 陈洋洋 +2 位作者 胡建泰 秦武 李骏 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2022年第12期15-22,共8页
为改善锂离子电池的热安全性和热均衡性,以某方形锂离子电池为研究对象,基于电池内阻特性试验,在单体模型验证的基础上,设计了在电池模组底部和顶部均布置液冷板的双冷板散热方案,研究了液冷板入口流速、通道数量及通道宽度对散热性能... 为改善锂离子电池的热安全性和热均衡性,以某方形锂离子电池为研究对象,基于电池内阻特性试验,在单体模型验证的基础上,设计了在电池模组底部和顶部均布置液冷板的双冷板散热方案,研究了液冷板入口流速、通道数量及通道宽度对散热性能的影响。结果表明:在入口流速为0.5 m/s、通道数量为15个、通道宽度为5 mm且单体间布置石墨导热片的最佳组合下,电池模组在2 C放电倍率时的最高温度为30.9℃,最大温差仅为4.8℃。同时,在优选液冷板参数模型的基础上,仿真分析不同放电倍率下的液冷模组温度场,验证了单体间温度具有良好的一致性。 展开更多
关键词 锂离子电池 热管理 液冷 双冷板 温度场
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某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计 被引量:6
7
作者 刘晓红 江建 《电子机械工程》 2016年第2期13-16,共4页
文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明:微通道模块对... 文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明:微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。 展开更多
关键词 微通道 液冷冷板 T/R组件
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数据中心的高效液冷散热系统设计 被引量:5
8
作者 崔康吉 余亮 《长江信息通信》 2022年第8期116-118,共3页
随着数据中心能耗的急剧增长,使之成为双碳目标达成的重点监控目标。文章针对数据中心中功耗大于200W的高功率芯片,沿着散热路径,采用液冷散热技术,经过液冷冷板、机架级液冷、机房级CDU液冷工质分配系统与精密空调的协同工作,使用液冷... 随着数据中心能耗的急剧增长,使之成为双碳目标达成的重点监控目标。文章针对数据中心中功耗大于200W的高功率芯片,沿着散热路径,采用液冷散热技术,经过液冷冷板、机架级液冷、机房级CDU液冷工质分配系统与精密空调的协同工作,使用液冷工质取代空气作为传热介质,有效提升了散热效率,数据中心散热系统的能耗占比从现在的37%降低到了10%左右,节能减碳效果非常明显。 展开更多
关键词 能耗 热量 液冷 冷板 液冷分配单元
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多结构形式小通道液冷板散热性能对比研究 被引量:1
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作者 张晟 金大元 +1 位作者 江雄 万云 《电子机械工程》 2024年第2期30-33,38,共5页
小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。... 小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。研究结果表明:在相同冷却工质流量条件下,3种冷板的散热功率由大到小依次为串行通道、射流冲击/小通道混合液冷板、并行通道;串行通道冷板的板内阻力损失明显大于其余两者;在综合考虑压力损失和散热性能的基础上,根据不同热源热流密度条件选择合适的冷板结构,有望满足特定应用的需求。该研究可供小通道液冷板的设计和优化参考。 展开更多
关键词 小通道 液冷板 热设计 射流冲击 数值模拟
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高压功率半导体用水冷板的数值分析和实验研究 被引量:5
10
作者 孙凤玉 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期21-23,共3页
根据高压功率半导体的高散热要求,设计了一种带有内部强化换热结构的水冷板。采用数值模拟的方法分析了水冷板的热性能,根据分析结果和使用要求确定最优设计方案。并对水冷板的热性能进行了实验测试。对数值计算结果与实验结果进行了对... 根据高压功率半导体的高散热要求,设计了一种带有内部强化换热结构的水冷板。采用数值模拟的方法分析了水冷板的热性能,根据分析结果和使用要求确定最优设计方案。并对水冷板的热性能进行了实验测试。对数值计算结果与实验结果进行了对比分析,验证了数值模拟方法的可行性。解决了高压功率半导体的散热问题。 展开更多
关键词 水冷板 数值模拟 高压功率半导体
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液冷数据中心硬件系统集成技术方案探讨
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作者 杨同鹏 周维 +2 位作者 董昭 卜忠贵 杨旭 《电信工程技术与标准化》 2024年第6期37-42,共6页
在国家不断推进绿色低碳战略背景下,为应对数据中心设备热密度不断提高的问题,液冷技术顺势而上。其改善了传统ICT硬件设备散热形式,并凭借高可靠和低能耗等优势,逐步推广到当前的数据中心建设中,随之而来也对数据中心硬件系统集成提出... 在国家不断推进绿色低碳战略背景下,为应对数据中心设备热密度不断提高的问题,液冷技术顺势而上。其改善了传统ICT硬件设备散热形式,并凭借高可靠和低能耗等优势,逐步推广到当前的数据中心建设中,随之而来也对数据中心硬件系统集成提出了新的要求。本文介绍了主流液冷技术路线,通过分析传统数据中心硬件集成方案,提出冷板式液冷场景下数据中心硬件系统集成技术方案研究思路,形成标准的、可执行的硬件系统集成作业模式。 展开更多
关键词 液冷技术 冷板式 浸没式 喷淋式 硬件系统集成
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某控制器液冷板仿真优化设计与评估
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作者 康明魁 陈晓戈 《电子机械工程》 2024年第2期15-18,共4页
某发动机控制器中驱动板采用液冷散热技术,为此开展了液冷板的散热性能仿真优化设计与力学性能评估。首先基于液冷板外形结构提出一种S形流道结构设计方案,接着仿真验证了液冷板的散热性能,并基于仿真结果优化了流道结构。优化结果表明... 某发动机控制器中驱动板采用液冷散热技术,为此开展了液冷板的散热性能仿真优化设计与力学性能评估。首先基于液冷板外形结构提出一种S形流道结构设计方案,接着仿真验证了液冷板的散热性能,并基于仿真结果优化了流道结构。优化结果表明,液冷板上最大温差由10.41℃降为4.82℃,满足温差不大于5℃的设计要求,散热性能改善117%。进一步评估流体入口压力10 MPa工况下的液冷板力学性能,流-固耦合仿真得到的最大等效应力为71.59 MPa,远低于液冷板铝合金材料屈服强度255 MPa,力学结构可靠。 展开更多
关键词 液冷板 流道设计 流-固耦合 优化设计
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液冷板分配流道结构参数对散热性能影响研究 被引量:2
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作者 章嘉晶 张兰春 《江苏理工学院学报》 2021年第6期79-88,共10页
建立渐变的冷却液分配流道,利用计算流体力学的方法,分析进出水口布置方式、分配流道面积、分配流道上底与下底比例对液冷板散热性能的影响规律。结果表明:异侧布置方式比同侧布置方式的液冷板具有更低的电池最高温度和温差;4种分配流... 建立渐变的冷却液分配流道,利用计算流体力学的方法,分析进出水口布置方式、分配流道面积、分配流道上底与下底比例对液冷板散热性能的影响规律。结果表明:异侧布置方式比同侧布置方式的液冷板具有更低的电池最高温度和温差;4种分配流道面积中,1455 mm^(2)分配流道的液冷板下电池的最高温度最低,温差略高,整体冷却表现最好;随着分配流道面积从1455 mm^(2)增大至2425 mm^(2),电池的最高温度上升,温差稍有下降;随着分配流道上底与下底比例的增加,电池最高温度先下降后上升,温差逐渐增大,上底与下底比例为3:7的液冷板下电池最高温度为304.346 K,温差为3.302 K,综合冷却性能最优。 展开更多
关键词 锂离子电池 液冷散热 液冷板 分配流道
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锂离子电池仿生树状通道液冷板数值优化 被引量:1
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作者 刘欢欢 任晓龙 张泽斌 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第19期273-282,共10页
目的 将锂离子电池在5C放电倍率、环境温度298.15K的工作条件下的最大温度和温差控制在适宜范围内。方法 在锂电池两侧插入带通道的仿生树状液冷板,建立电池模块液冷散热模型。首先验证液冷数值模型的准确性,然后通过正交试验设计研究... 目的 将锂离子电池在5C放电倍率、环境温度298.15K的工作条件下的最大温度和温差控制在适宜范围内。方法 在锂电池两侧插入带通道的仿生树状液冷板,建立电池模块液冷散热模型。首先验证液冷数值模型的准确性,然后通过正交试验设计研究分支流道角度、入口流速、分支流道宽度和液冷板厚度对冷板散热性能的影响,并通过极差分析对4种影响因素进行重要程度排序,确定最佳的参数组合。结果 经优化后,锂电池的最高温度为302.4 K、温差为3.4 K,满足设计要求,但冷却剂在流动循环过程中存在泄漏风险。结论 提出的树状液冷板满足锂电池热管理性能的要求,优化后电池模块的表面温度在安全范围内,同时电池的温度均匀性显著提高。应选择导热系数高的冷板材料,并注重冷板结构设计,防止冷却剂泄漏。 展开更多
关键词 锂离子电池 液冷板 树状结构 正交试验
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一种串并联流道冷板的流动和换热特性数值研究 被引量:2
15
作者 杨刚 程丽珠 +2 位作者 魏强 袁相勇 陆冬平 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2021年第9期862-868,共7页
液冷冷板是机架散热系统中的关键部件,其换热性能与机载电子设备的换热效果密切相关。文中设计一种内腔两端攻丝的串并联流道冷板,采用数值模拟研究了流道结构、入口流量和入口温度对冷板的流动和换热特性的影响。结果表明:与传统的串... 液冷冷板是机架散热系统中的关键部件,其换热性能与机载电子设备的换热效果密切相关。文中设计一种内腔两端攻丝的串并联流道冷板,采用数值模拟研究了流道结构、入口流量和入口温度对冷板的流动和换热特性的影响。结果表明:与传统的串联流道冷板相比,相同条件下该冷板有较好的换热性能和温度一致性,即换热系数较大、温度分布标准差较小。此外,冷却液流量和温度共同作用,影响冷板的换热性能,特别是流量对冷板换热性能具有显著的影响。研究证明了本文设计的冷板符合工程应用要求,可为工程项目提供设计指导。 展开更多
关键词 液冷冷板 流道结构 入口条件 换热系数 压力损失
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模块液体冷却技术及其应用与分析 被引量:1
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作者 刘轶斌 王文 时刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期172-174,共3页
随着电子技术的迅速发展,电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小,而且高温的温度环境会影响电子元器件的性能。有效解决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术,液体冷却技术可在一定程度... 随着电子技术的迅速发展,电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小,而且高温的温度环境会影响电子元器件的性能。有效解决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术,液体冷却技术可在一定程度上适应高热流密度的散热要求。针对模块上电子元器件的液冷问题,该文综述液体冷却的特点,设计不同通道形式的冷板,并进行适当的应用分析。 展开更多
关键词 液冷 冷板 电子器件 仿真
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基于TEC的锂电池液冷系统建模及热力学特性分析 被引量:2
17
作者 许慧娟 毕艳军 于敏丽 《邢台职业技术学院学报》 2020年第3期74-77,共4页
针对锂离子电池组功率密度大、充电及运行中的温度较高以及温度分布不均匀等热安全性问题,设计了一种基于TEC的锂电池高均温冷板液冷散热系统。采用集总参数法建立了系统的仿真模型,完成了工质入口温度扰动、工质流量扰动、TEC驱动电流... 针对锂离子电池组功率密度大、充电及运行中的温度较高以及温度分布不均匀等热安全性问题,设计了一种基于TEC的锂电池高均温冷板液冷散热系统。采用集总参数法建立了系统的仿真模型,完成了工质入口温度扰动、工质流量扰动、TEC驱动电流扰动等3种扰动工况对系统热力学特性的仿真分析,验证了TEC的温控性能。结果表明:流体工质入口温度的变化对冷板温差没有影响,但是会影响系统的稳态时间;流体工质流量越大,对应的冷板温差越小,系统达到稳态的时间也越短;加上TEC作用后,冷板温差明显减小。 展开更多
关键词 热电制冷 锂电池 液冷散热 冷板 集总参数
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Experimental investigation on a novel liquid cooling device for a prismatic Li-ion battery module operating at high ambient temperature 被引量:1
18
作者 XU JiaWei ZHOU TianShu XU XinHai 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第10期2147-2153,共7页
A novel liquid cooling device for a prismatic LiFePO4 battery module was proposed and manufactured in this study in order to improve the thermal management performance of the battery module operating at high ambient t... A novel liquid cooling device for a prismatic LiFePO4 battery module was proposed and manufactured in this study in order to improve the thermal management performance of the battery module operating at high ambient temperature.A testing system was set up to experimentally measure temperatures in different locations of the battery module consisting of seven 60 Ah cells.Tests were conducted to investigate both the passive and active cooling performances of the proposed system at different ambient temperatures and discharging rates in regarding with the maximum temperature and difference between the maximum and minimum temperatures.The results clearly show that both the ambient temperature and discharging rate play important role on the maximum temperature of the battery module.Passive cooling cannot meet the cooling requirement of the battery module particularly at high ambient temperature of 40℃.In contrary,liquid cooling can successfully reduce the maximum temperature to the required temperature range of the battery module even in high temperature environment and relatively high discharging rate.The effect of water inlet temperature on the cooling performance was also experimentally studied.With the inlet temperature of 28℃,the active cooling device can reduce the maximum temperature of the battery module to about 34.8℃after discharging at 0.6℃for 1000 s.The temperature difference of only 3.8℃was also achieved which suggests a great uniform distribution of temperature in the battery module. 展开更多
关键词 liquid cooling maximum temperature temperature difference Li-ion battery cold plate thermal management
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Thermal Management Optimization of a Lithium-Ion Battery Module with Graphite Sheet Fins and Liquid Cold Plates 被引量:1
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作者 Guohua Wang Qing Gao +1 位作者 Yuying Yan Yongzhen Wang 《Automotive Innovation》 CSCD 2020年第4期336-346,共11页
Temperature uniformity of lithium-ion batteries and maintaining the temperature within the range for efficient operation are addressed.First,Liquid cold plates are placed on the sides of a prismatic battery,and fins m... Temperature uniformity of lithium-ion batteries and maintaining the temperature within the range for efficient operation are addressed.First,Liquid cold plates are placed on the sides of a prismatic battery,and fins made of aluminum alloy or graphite sheets are applied between battery cells to improve the heat transfer performance.Then a simulation model is built with 70 battery cells and 6 liquid cold plates,and the performance is analyzed according to the flow rate,liquid temperature,and discharge rate.Finally,the results show that temperature differences are mainly caused by the liquid cold plates.The fin surface determines the equivalent thermal conductivity of the battery.The graphite sheets have heterogeneous thermal conductivity,which help improve temperature uniformity and reduce the temperature gradient.With lower density than the aluminum alloy,they offer a lower gravimetric power density for the same heat transfer capacity.In addition to the equivalent thermal conductivity,the temperature difference between the cooling liquid and battery surface is an important parameter for temperature uniformity.Optimizing the fin thickness is found to be an effective way to reduce the temperature difference between the liquid and battery during cooling and improve the temperature uniformity. 展开更多
关键词 Thermal management Lithium-ion battery liquid cold plate Temperature uniformity
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某数字T/R组件液冷冷板的改进设计 被引量:1
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作者 刘晓红 江建 《电子机械工程》 2016年第4期23-26,46,共5页
文中针对某数字T/R组件出现的局部过热问题,对原有液冷冷板进行改进设计。组件加工工艺由传统的铣削加工改为一体压铸成型,冷板流道改为铜管嵌装结构,并引入微通道散热技术,分别设计直齿微通道散热模块和菱形柱微通道散热模块。测试结... 文中针对某数字T/R组件出现的局部过热问题,对原有液冷冷板进行改进设计。组件加工工艺由传统的铣削加工改为一体压铸成型,冷板流道改为铜管嵌装结构,并引入微通道散热技术,分别设计直齿微通道散热模块和菱形柱微通道散热模块。测试结果表明:微通道散热模块对散热效果改善明显,可解决局部过热问题;引入微通道散热模块后冷板流阻有所增加,但在允许范围内;菱形柱微通道散热模块由于边界层重新发展和二次流的产生,散热效果比直齿微通道散热模块好,热流密度越高,改善效果越明显。文中数字T/R组件最终选用直齿微通道散热模块的流道结构。菱形柱微通道散热技术可在更高热流密度的情况下应用。 展开更多
关键词 T/R组件 液冷冷板 微通道 菱形柱
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