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车载动力电池液体冷却非线性优化方法研究

中国公路学报 2022年第8期35卷 55-64页

作者：马彦丁浩牟洪元刘永钦吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022 吉林大学控制科学与工程系吉林长春130022 长光卫星科技有限公司吉林长春130033

电动汽车动力电池散热需求会受到外部环境温度、风速和负载电流变化等因素的影响,如果不及时散热,动力电池的温度会迅速攀升,进而影响电动汽车的驾驶性和安全性。基于此提出一种锂离子电池非线性冷却优化方法。首先,通过对锂离子电池生... 详细信息

电动汽车动力电池散热需求会受到外部环境温度、风速和负载电流变化等因素的影响,如果不及时散热,动力电池的温度会迅速攀升,进而影响电动汽车的驾驶性和安全性。基于此提出一种锂离子电池非线性冷却优化方法。首先,通过对锂离子电池生热、散热机理分析,建立考虑传热系数随冷却液流速变化的锂离子电池集中热模型,通过电池特性测试试验确定电池内阻和熵热系数等热物性参数,并与AMESim模型对比,验证模型的有效性。然后,基于电池冷却系统非线性和易受负载电流变化影响的特征,提出一种考虑电池冷却系统的稳态特性以及参考变量前馈功能和闭环反馈消除静态误差机制的非线性冷却优化方法,并对其稳定性和鲁棒性进行研究。仿真结果表明:在NEDC-HWFET-US06组合工况下,非线性冷却优化方法调节下的电池温度与目标温度的最大偏差较PID方法减小了0.8 K,并且冷却过程的能耗降低了6.3%,具有更好的调节效果。

关键词：汽车工程锂离子电池非线性优化方法液体冷却集中热模型

基于浸没式液体冷却技术的电动汽车动力电池模组的散热仿真和实验研究

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基于浸没式液体冷却技术的电动汽车动力电池模组的散热仿真和实验...

作者：任兴海浙江大学

学位级别：硕士

温度对锂电池的使用性能和寿命有着较大的影响。一些企业和学者正在尝试将浸没式液体冷却技术应用在电动汽车动力电池模组的热管理系统当中。该技术所使用的冷却液一般也是阻燃剂,当某节电池发生热失控时可以有效的防止火焰的产生,大大... 详细信息

温度对锂电池的使用性能和寿命有着较大的影响。一些企业和学者正在尝试将浸没式液体冷却技术应用在电动汽车动力电池模组的热管理系统当中。该技术所使用的冷却液一般也是阻燃剂,当某节电池发生热失控时可以有效的防止火焰的产生,大大提高了汽车的行驶安全性。但是目前一些学者主要是在实验室内探究浸没式液体冷却对电池的散热影响,使用的电池数量较少,无法达到实际可容纳上百节电池的模组级别。而且很少有从模组设计的角度探究电池间距和电池数量对模组内部温度的影响。为了推动动力电池浸没式液体冷却技术的产业化,针对这些问题,本文主要进行了以下工作:(1)选择松下21700圆柱锂电池作为研究对象,基于Bernardi电池产热公式,实验测量该电池相关参数,建立该电池的动态产热模型。采用有限元仿真软件,结合建立的产热模型模拟电池的放电温升过程。在相同条件下,对电池进行放电温升实验,与模拟结果进行比较,验证产热模型的准确,为后续电池模组的散热模拟提供真实的电池产热数据。(2)为了说明浸没式液体冷却热管理方式的优越性和为后续电池模组的数值模拟提供用于验证模型准确性的真实数据。本文用实验的手段探究了60节电池组成的电池模组在浸没式液体冷却(冷却液静止)散热方式下的瞬态温升和电池模组在不同流量不同产热功率时的稳态温度。结果表明,2C倍率产热的瞬态工况,模组内的最大温差为1℃,平均温升为5.3℃。在稳态工况下,模组平均温度及进出口温差均与进口冷却液流量呈负相关,与产热功率呈正相关。稳态平均温度和进出口温差的实验与仿真结果的最大偏差分别为0.6℃和0.7℃,可以很好的证明电池模组数值模型的准确。(3)为了使电池模组更符合实际情况,将模组内的电池数量从60节拓展到190节,电池间距控制在毫米级别,结合电池的动态产热模型开展三维瞬态模拟。从温度控制策略和模组结构设计的角度探究进出口数量、进口冷却液流量和温度、模组内的电池间距和电池数量对内部温度场的影响。结果表明,四种进出口布置方式对模组内的最高温度影响不大;25℃环境下,应当优先通过增大进口流量对模组降温,降低进口冷却液温度会导致放电过程中的温度均匀性变差;增大X方向电池间距对模组温度影响不大,增大Z方向电池间距会使模组最高温增加而且最高温的分布会向Z方向两侧转移;X方向电池数量的增加,模组内温度分布规律一致,低温区在入口处,高温区在出口处中间位置;Z方向电池数量的增加,高温区会逐渐向模组后端的两侧转移。

关键词：电动汽车电池热管理液体冷却电池模组温度均匀性

CCPL液体冷却罩(LCS)结构设计与分析

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中国空间科学技术 2004年第6期24卷 43-47页

作者：李强杨贤飞宣益民南京理工大学南京210094

液体冷却罩是CCPL与CPL的主要区别之一 ,文章概述了液体冷却罩的主要作用和设计过程 ,讨论了液体冷却罩的不同结构设计方案 ,分析了它们的特性 ,通过比较认为 ,当工作环境与CCPL传输距离不同时 ,可选择不同结构的液体冷却罩 ,其中 ,由... 详细信息

液体冷却罩是CCPL与CPL的主要区别之一 ,文章概述了液体冷却罩的主要作用和设计过程 ,讨论了液体冷却罩的不同结构设计方案 ,分析了它们的特性 ,通过比较认为 ,当工作环境与CCPL传输距离不同时 ,可选择不同结构的液体冷却罩 ,其中 ,由冷凝管道提供冷负荷的液体冷却罩设计方案是一种最具有前途的设计方案。

关键词：液体冷却 LCS 传输距离设计过程设计方案 CPL 文章

持续性数据中心创新:新加坡的DC-CFA计划和先进的液体冷却解决方案

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数据中心建设+ 2023年第9期 12-17页

作者：李宝胜新加坡国立大学能源研究所

导言新加坡,一座以其技术实力和对可持续性的坚定承诺而闻名的城市国家,再次将自己置于创新的最前沿。新加坡经济发展局(EDB)和信息传媒发展管理局(IMDA)最近宣布选择了四家全球数据中心运营商参与数据中心-申请呼吁(DC-CFA)计划的试点... 详细信息

导言新加坡,一座以其技术实力和对可持续性的坚定承诺而闻名的城市国家,再次将自己置于创新的最前沿。新加坡经济发展局(EDB)和信息传媒发展管理局(IMDA)最近宣布选择了四家全球数据中心运营商参与数据中心-申请呼吁(DC-CFA)计划的试点阶段。

关键词：数据中心液体冷却经济发展局信息传媒 CFA 技术实力持续性 DC

维普期刊数据库评论

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CPU液体冷却器件及冷却液材料研究进展

材料导报 2012年第21期26卷 56-60页

作者：石育佳王秀峰王彦青赵童刚门永康文杰陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

综述了目前关于计算机CPU散热的3种液体冷却系统(大器件液冷循环系统、热管冷却系统和液体喷射冷却系统)及所采用的多种冷却液(水、液态金属和纳米流体)的研究进展;比较了3种液冷器件和3种冷却液的优缺点,指出热管冷却系统和纳米流体更... 详细信息

综述了目前关于计算机CPU散热的3种液体冷却系统(大器件液冷循环系统、热管冷却系统和液体喷射冷却系统)及所采用的多种冷却液(水、液态金属和纳米流体)的研究进展;比较了3种液冷器件和3种冷却液的优缺点,指出热管冷却系统和纳米流体更加具有竞争优势;最后展望了CPU冷却器件和冷却液的发展前景。

关键词： CPU散热器芯片制冷液体冷却冷却液

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新型阵列喷射冲击间接液体冷却冷板实验研究

机械设计与制造 2014年第2期 55-58页

作者：晁凉杰钟诗胜哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 江南计算技术研究所江苏无锡214083

针对现有液体喷射冲击冷却研究存在的不足,设计了一种新型阵列喷射冲击间接液体冷却冷板,并对冷板进行了一系列实验。实验结果表明,冷板总热阻随着喷射速度增大而减小,但减小的趋势逐渐变缓,冷板进出口压差随着喷射速度的增大而升高,升... 详细信息

针对现有液体喷射冲击冷却研究存在的不足,设计了一种新型阵列喷射冲击间接液体冷却冷板,并对冷板进行了一系列实验。实验结果表明,冷板总热阻随着喷射速度增大而减小,但减小的趋势逐渐变缓,冷板进出口压差随着喷射速度的增大而升高,升高的速度逐渐加快;冷板总热阻随着喷射孔径的增大而增大,进出口压差随着喷射孔径的增大而减小,相对较优的喷射孔径为Φ0.5mm和Φ0.6mm。实验结果还显示喷射冷板的热阻明显小于普通冷板,这说明喷射冷板的冷却性能要优于普通冷板。

关键词：液体冷却冷板热阻压差喷射速度喷射孔径

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圆柱型动力锂离子电池液体冷却结构设计

电源技术 2018年第10期42卷 1451-1453,1588页

作者：李博蓝康健强武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协调创新中心湖北武汉430070

相比于方形电池,圆柱型锂离子电池散热性能通常较差,因此作为电动汽车动力系统时,需要增加冷却装置,防止过快老化或热失控。通过实验和仿真分析了高比能量三元材料(NCM)18650锂离子电池的热特性,设计了S型扁管包绕电池液体冷却散热结构... 详细信息

相比于方形电池,圆柱型锂离子电池散热性能通常较差,因此作为电动汽车动力系统时,需要增加冷却装置,防止过快老化或热失控。通过实验和仿真分析了高比能量三元材料(NCM)18650锂离子电池的热特性,设计了S型扁管包绕电池液体冷却散热结构,并通过数值模拟分析散热效果。模块内的高温电池添加导热片补偿散热能力后,模块内最高温度降低了2.2℃,相比无导热片,在考虑了较高触热阻值对散热结构的散热能力限制,0.1 m/s流速下的298.15 K冷却液依然足以保证电池模块的温度升高不超过302.0 K。

关键词：高比能量圆柱型电池液体冷却数值模拟

压电泵在CPU芯片液体冷却系统中的应用研究

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制冷学报 2009年第3期30卷 30-34页

作者：彭太江杨志刚阚君武深圳大学机电与控制工程学院深圳518060 吉林大学链传动研究所长春130025

计算机CPU芯片集成度和运算速度不断提高,芯片冷却问题成为该领域的重要研究课题。针对目前的技术水平,液体循环冷却作为成熟的、具有竞争力的实用技术之一,利用具有自吸性能的微小型多腔体串联压电泵构造CPU芯片液体冷却系统可减小系... 详细信息

计算机CPU芯片集成度和运算速度不断提高,芯片冷却问题成为该领域的重要研究课题。针对目前的技术水平,液体循环冷却作为成熟的、具有竞争力的实用技术之一,利用具有自吸性能的微小型多腔体串联压电泵构造CPU芯片液体冷却系统可减小系统体积、提高散热性能,符合计算机的发展方向;所用压电泵输出流量可达到1260mL/min,输出压力大于15kPa,自吸性能为5kPa,系统冷却测试结果表明:在环境温度25℃、发热功率120W时,该系统冷却平衡温度比风冷散热器低10℃,比热管冷却系统低6℃。

关键词：热工学芯片冷却技术液体冷却压电泵散热系统

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车载雷达液体冷却系统设计

流体机械 2006年第8期34卷 80-83页

作者：胡继孙陈恩侯春枝江用胜钟根仔合肥通用机械研究院安徽合肥230031

以某车载雷达发射系统中的电子器件冷却为主要研究对象,讨论了车载液体冷却系统的主要技术指标,进行了热力学分析,论证了车载液体冷却系统的设计方案.通过实际测试证明了设计的正确性。

关键词：车载雷达液体冷却