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考虑热管理约束的柴电混动系统能量再分配策略

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北京理工大学学报 2024年第5期44卷 476-483页

作者：刘波澜李奔万鹏范文浩唐静娴北京理工大学机械与车辆学院北京100081

针对传统能量管理策略缺乏对恶劣工况下热约束的考虑问题,提出了一种能量再分配策略.该策略创建并验证了带有热管理子系统的柴电混动系统模型,并基于邻域分量分析确定了冷却能力指标各自的权重系数,进而得到能够反映系统热状态的综合热... 详细信息

针对传统能量管理策略缺乏对恶劣工况下热约束的考虑问题,提出了一种能量再分配策略.该策略创建并验证了带有热管理子系统的柴电混动系统模型,并基于邻域分量分析确定了冷却能力指标各自的权重系数,进而得到能够反映系统热状态的综合热评价体系.结合热评价体系,提出了基于动量梯度下降法的能量再分配方法.以高海拔和电池冷却系统恶化两种典型工况为例对能量再分配策略进行实时仿真分析,两种工况下该策略均以牺牲较少综合油耗的代价明显改善了系统热状态,保障了车辆的可靠运行.结果证明了考虑热管理约束的能量再分配策略具有良好的效果.

关键词：能量管理混动系统综合热评价体系热管理实时仿真

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开放热管理式三维织物基光热海水淡化系统

纺织学报 2024年第2期45卷 153-161页

作者：葛灿雍楠杜恒吴天宇方剑苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 上海纺织集团检测标准有限公司上海200082

界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物... 详细信息

界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物作为基材及供水材料,利用系统与环境间的热量传递,额外捕获热量,用于促进供水层的冷蒸发。结果表明:在优化负载和平衡能量供需等策略下,系统呈现出优异的水蒸发性能蒸发速率为1.80 kg/(m^(2)·h),水蒸发效率为97.1%;在海水淡化运行15个循环后,织物的海水淡化速率仍保持约1.73 kg/(m^(2)·h),处理后的冷凝水符合健康饮水标准,具有广阔应用前景。

关键词：光热转换海水淡化冷蒸发热管理织物

基于3D-IC的不完全填充肋片微通道热管理研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1097-1105页

作者：黄秉欢米创巩亮朱传勇徐明海中国石油大学(华东)新能源学院青岛266580

本文构建了一种新型不完全填充微通道结构。通过开展数值研究,结果表明:以PEC评价时,Re数为800~1200时不完全填充顺排肋片的微通道综合性能最优;以场协同数Fc评价时,完全填充错排肋片的微通道最优,完全填充错排肋片的微通道不可逆程度... 详细信息

本文构建了一种新型不完全填充微通道结构。通过开展数值研究,结果表明:以PEC评价时,Re数为800~1200时不完全填充顺排肋片的微通道综合性能最优;以场协同数Fc评价时,完全填充错排肋片的微通道最优,完全填充错排肋片的微通道不可逆程度最小。两种评价标准中换热能力和流阻所占权重的不同造成评价结果有所差异。此外,研究了肋片高度对不完全填充顺排肋片微通道流动与传热特性的影响,以PEC评价时Re数为400~600时最优高度为0.325 mm,Re数为800~1200时最优高度为0.225 mm;以Fc评价时所研究的各Re数下肋高为0.45 mm的微通道最优。

关键词：热管理微通道热流密度表面换热系数肋片

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纳米流体电池热管理研究进展

工程科学学报 2024年第8期46卷 1498-1508页

作者：吴俊杰侯竣升马丽黄磊郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

随着非化石能源的开发利用,各行业电气化程度的提高以及储能技术的发展,各种电池的应用越来越广泛,同时电池向着高能量密度方向发展.在充放电过程中,电池组内能量密度的上升导致电池过热乃至爆炸,进而影响电池组的寿命和安全.因而,亟待... 详细信息

随着非化石能源的开发利用,各行业电气化程度的提高以及储能技术的发展,各种电池的应用越来越广泛,同时电池向着高能量密度方向发展.在充放电过程中,电池组内能量密度的上升导致电池过热乃至爆炸,进而影响电池组的寿命和安全.因而,亟待开发高效的热管理系统,以及时带走电池内的热量.近年来,多种新型热管理系统被广泛研究和应用.其中,具有效果显著、成本低廉和无额外能耗等优势的纳米流体电池热管理系统备受关注.本文对纳米流体电池热管理系统的研究进展进行了系统综述,首先介绍了常见的电池种类及常用的热管理技术,随后阐述了纳米流体的分类和性质,并详细论述了纳米流体在锂离子电池、燃料电池和太阳能电池三类电池中的热管理理论、数值模拟、实验和应用研究现状.最后,本文系统讨论了当前该领域面临的挑战,并提出了未来的发展方向.

关键词：热管理纳米流体锂离子电池燃料电池太阳能电池

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堆叠式车载超级电容器热管理方式分析

储能科学与技术 2024年第2期13卷 483-491页

作者：唐盼春严嵘张灿孙泽国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 华东理工大学化工学院上海200237 国家车用超级电容器系统工程技术研究中心上海奥威科技开发有限公司上海201203 上海润通电动车技术有限公司上海201302 青海民族大学化学化工学院青海西宁810007

本研究使用COMSOL Multiphysics 6.0软件对堆叠式车载超级电容器建立了有限元模型,并且针对空冷和液冷两种不同的热管理方式分别建立了热模型以对比其热管理效果。首先,在相同的参数变化范围内,分别研究了空冷和液冷两种方式的超级电容... 详细信息

本研究使用COMSOL Multiphysics 6.0软件对堆叠式车载超级电容器建立了有限元模型,并且针对空冷和液冷两种不同的热管理方式分别建立了热模型以对比其热管理效果。首先,在相同的参数变化范围内,分别研究了空冷和液冷两种方式的超级电容器的最高温度与换热介质的初始温度、在入口处的流速以及超级电容器模组的发热功率之间的关系。结果表明,换热介质的初始温度越高,超级电容器的发热功率越大,则超级电容器的最高温度越高,而换热介质在入口处的平均流速越大,则超级电容器的最高温度越低,且存在一个临界流速1.5m/s,超过该临界值之后,二者的相关性将大大减弱。此外,基于参数化研究结果,设定相同的操作参数,深入分析了这两种热管理方式的换热过程,解释了本研究中空冷和液冷在高度方向上温度梯度方向相反的现象,并从最高温度与温差、温度分布和换热时间三个方面对比了二者的热管理效果。结果表明,液冷超级电容器的最高温度更低,温差很小,温度分布十分均匀,且换热时间远少于空冷超级电容器,热管理效果更好。

关键词：堆叠式超级电容器热管理热模型空冷液冷热流耦合

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基于电化学热耦合模型的电池热管理研究

储能科学与技术 2024年第2期13卷 578-585页

作者：宋梦琼彭宇廖自强国网湖北省电力有限公司技术培训中心武汉电力职业技术学院湖北武汉430071

动力锂电池在快速充放电过程中,会产生大量的热量,具有热积聚热失控的风险,要对电池进行热管理。本文首先建立了电池电化学热耦合模型,对电池的温升特性进行研究,然后设计了基于复合相变材料(CPCM)的电池热管理系统,对电池在高倍率放电... 详细信息

动力锂电池在快速充放电过程中,会产生大量的热量,具有热积聚热失控的风险,要对电池进行热管理。本文首先建立了电池电化学热耦合模型,对电池的温升特性进行研究,然后设计了基于复合相变材料(CPCM)的电池热管理系统,对电池在高倍率放电过程中进行控温管理,最后,比较了不同电池间距情况下,电池热管理系统对电池温度和温差的控制效果。数值仿真结果表明,单电池在3 C倍率放电过程中,电池最高温度为58.9℃,而当采用复合相变材料对电池冷却时,即使在35℃的环境温度下,也可以有效把电池最高温度控制在46.1℃,温差控制在3.6℃,从而能确保电池在适宜工作温度内安全运行,延长电池组的使用寿命和提高电池安全性能。更重要的是,通过对复合相变材料的固相率进行分析表明,固相率不为0时,可以有效控制电池温度和温差,而当热管理系统中的复合相变材料固相率为0时,电池组温度和温差均快速升高,因此通过对复合相变材料固相率指数进行分析,有助于复合相变材料的应用及热管理系统的优化。

关键词：复合相变材料锂电池电化学热管理

基于热电效应与相变耦合的锂离子电池热管理数值研究

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化学工程 2024年第4期52卷 23-27页

作者：陈凯盛周涛涛吴志根陆威上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 同济大学环境与工程学院上海200092

温度对锂离子电池工作性能影响巨大,需要增设热管理系统对电池在高温工况下散热。文中建立了一种基于热电效应和相变材料耦合的电池热管理系统,采用半导体制冷片冷端直接为电池制冷,热端采用相变材料散热。为进一步强化系统散热性能,通... 详细信息

温度对锂离子电池工作性能影响巨大,需要增设热管理系统对电池在高温工况下散热。文中建立了一种基于热电效应和相变材料耦合的电池热管理系统,采用半导体制冷片冷端直接为电池制冷,热端采用相变材料散热。为进一步强化系统散热性能,通过数值模拟的方法探究半导体制冷片及相变材料对电池散热的影响。结果表明:半导体制冷片在高工作电流下,其制冷效果突出,但存在电池内部温差过大、相变材料短时间失效等问题难以在电池放电全程维持其合适工作温度,可应用于紧急情况下为电池迅速散热。当制冷片在低工作电流下工作时,制冷片输入工作电流为0.4—0.6 A,相比电池无热管理系统下的平均温度,电池最高平均温度降低约45℃,电池在放电全程散热效果显著,且电池内部最大温差小于5℃,均匀性良好。相变材料的熔点及潜热值大小对热管理系统散热性能也起到了重要作用。

关键词：热电效应锂离子电池热管理相变材料数值分析

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电动汽车热管理系统集成技术研究进展

新能源进展 2024年第3期12卷 303-312页

作者：阮先轸孙玲玲姚孟良梁嘉林山东大学机械工程学院济南250061 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院广东深圳518055

热管理技术是保证电动汽车的安全性、舒适性和经济性的关键技术之一。首先总结了几种主流的电动汽车热管理系统方案,并对其特点进行分析;其次根据集成程度将其划分为三种方案,分别介绍不同集成方案的设计思路和优缺点;最后对电动汽车热... 详细信息

热管理技术是保证电动汽车的安全性、舒适性和经济性的关键技术之一。首先总结了几种主流的电动汽车热管理系统方案,并对其特点进行分析;其次根据集成程度将其划分为三种方案,分别介绍不同集成方案的设计思路和优缺点;最后对电动汽车热管理系统发展方向进行展望,指出集成模块平台化、系统控制智能化、能量管理一体化是未来电动汽车热管理技术的趋势,并强调需对采用环保制冷剂的热管理系统集成制定相应对策。

关键词：电动汽车热管理集成模块化环保制冷剂

碳纳米管/天然橡胶热界面材料制备及热管理性能研究

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功能材料 2024年第4期55卷 4185-4190页

作者：安东陈嘉祺贺日臻中北大学材料科学与工程学院太原030051

热界面材料是解决现代高功率和高集成化电子器件热量聚集和耗散的有效手段。基于三维网络结构调控导热性能的策略,以三聚氰胺泡沫(MF)为骨架,采用化学表面改性制备碳纳米管三维网络结构(CNT),并采用真空浸润法制备碳纳米管/天然橡胶热... 详细信息

热界面材料是解决现代高功率和高集成化电子器件热量聚集和耗散的有效手段。基于三维网络结构调控导热性能的策略,以三聚氰胺泡沫(MF)为骨架,采用化学表面改性制备碳纳米管三维网络结构(CNT),并采用真空浸润法制备碳纳米管/天然橡胶热界面复合材料(CNT/NR),研究CNT含量对材料微观结构、导热性能和热管理性能的影响。结果表明,当CNT的含量为2.2%(质量分数)时,CNT可附着于MF骨架并呈现完整连续的三维网络结构,其热界面复合材料垂直面外的导热率为1.58 W m^(-1) K^(-1),拉伸强度为12.9 MPa,断裂伸长率为489%,并具有显著的热管理性能,这表明CNT/NR热界面复合材料有望成为一种机具应用价值的热管理材料。

关键词：热管理热界面材料导热性能机械性能 CNT