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基于浸没式液冷的锂电池热管理研究进展

暖通空调 2024年第2期54卷 1-10页

作者：江毅李超恩温小栋于航刘东京宁波工程学院宁波同济大学上海江苏大学镇江

电池热管理系统对电动汽车的安全性至关重要。随着电池能量密度和放电功率的提高,传统散热方案已无法满足当前电池散热的要求。浸没式液冷电池热管理系统作为电动汽车动力电池组和动力系统的高效热管理解决方案之一,正受到越来越多的关... 详细信息

电池热管理系统对电动汽车的安全性至关重要。随着电池能量密度和放电功率的提高,传统散热方案已无法满足当前电池散热的要求。浸没式液冷电池热管理系统作为电动汽车动力电池组和动力系统的高效热管理解决方案之一,正受到越来越多的关注。本文综述了目前锂离子电池浸没式液冷技术,包括单相浸没式液冷和两相浸没式液冷;探讨了冷却液种类、排布方式、流速、压力等因素对系统性能的影响及浸没式液冷效率的评价方法。同时,分析了目前浸没式液冷技术在电池热管理中的行业趋势。最后,对于浸没式液冷在锂电池热管理中的应用进行了展望,为开发更高功率、更安全和更持久的电动汽车提供参考。

关键词：锂电池热管理液冷浸没式液冷单相浸没式液冷两相浸没式液冷沸腾换热

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基于分流式热沉的锂电池热管理系统研究

内燃机与配件 2022年第2期 89-91页

作者：张瀚文四川大学水利水电学院成都610065

锂电池热管理的目标是为了确保电池组的最大温度和电池单体之间的温差在合适的范围内,本文通过数值模拟研究了分流式热沉和矩形直通道热沉对方形锂电池包在1C放电倍率下冷却效果,结果表明:分流式热沉具有更加优良的换热性能和热均匀性,... 详细信息

锂电池热管理的目标是为了确保电池组的最大温度和电池单体之间的温差在合适的范围内,本文通过数值模拟研究了分流式热沉和矩形直通道热沉对方形锂电池包在1C放电倍率下冷却效果,结果表明:分流式热沉具有更加优良的换热性能和热均匀性,在入口流量为0.03~0.27kg/s范围内,冷却液为进口为300K的水和乙二醇混合物,相较于矩形直通道热沉,分流式热沉可以将电池包的最大温度降低2°,电池单体的最大温差相较于矩形直通道降低最高可达72%。

关键词：锂电池热管理分流式热沉数值模拟

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动力汽车用锂电池热管理系统仿真分析

动力汽车用锂电池热管理系统仿真分析

高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议

作者：张宁王世学天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室

为了研究动力汽车用锂电池温度场分布,本文建立了单体电池及电池组仿真模型,通过实验与FLUENT软件模拟验证的方式分析单体电池温度场。通过仿真分析讨论电池组温度场,首先采用三种不同的进出风方式进行空气强制冷却电池组,分析了进出风... 详细信息

为了研究动力汽车用锂电池温度场分布,本文建立了单体电池及电池组仿真模型,通过实验与FLUENT软件模拟验证的方式分析单体电池温度场。通过仿真分析讨论电池组温度场,首先采用三种不同的进出风方式进行空气强制冷却电池组,分析了进出风口有倾角与无倾角的不同热管理效果,结果表明带有倾角的进出风方式有利于降低电池组最高温度。然后采用相变材料冷却电池组,比较风冷方式与相变冷却方式的温度场分布,结果表明采用相变冷

关键词：锂电池热管理电池组风冷相变冷却薄片电池

来源： cnki会议评论

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锂电池蜂窝形叉状流道冷板散热研究

储能科学与技术 2025年

作者：李志强巴义春孙广强中原工学院能源与环境学院

为了有效提升圆柱形锂电池的温度均匀性，本研究经过深入探索和创新，提出了一种独特的蜂窝形叉状流道冷板。通过运用数值模拟方法构建了基于蜂窝形叉状流道冷板的圆柱形锂电池组冷却散热模型。在此模型基础上，分别探究了冷却液温度以... 详细信息

为了有效提升圆柱形锂电池的温度均匀性，本研究经过深入探索和创新，提出了一种独特的蜂窝形叉状流道冷板。通过运用数值模拟方法构建了基于蜂窝形叉状流道冷板的圆柱形锂电池组冷却散热模型。在此模型基础上，分别探究了冷却液温度以及流道分支角度这两个关键因素对圆柱形锂电池组冷却效果的影响。同时，为了更好地评估其性能，将其与蜂窝形蛇形流道冷板和蛇形流道平面冷板进行对比。结果表明，蜂窝形叉状流道冷板可以应用于冷却液温度过高的工况，降低电池组的最大温差。流道分支角度对电池组的最高温度影响很小，有利于对电池组的设计。此外，与蜂窝形蛇形流道冷板和蛇形流道平面冷板的冷却散热性能相比，采用蜂窝形叉状流道冷板冷却能够大幅降低电池组的最高温度和最大温差，降低能量损耗。蜂窝形叉状流道冷板可以增强圆柱形锂电池正负极发热区域的冷却，显著降低电池组最高温度及最大温差，为探索散热性能好、能耗更低的电池组热管理系统提供了一种解决方案。

关键词：液冷 26650电池锂电池热管理叉状流道

基于相变材料与热管的大容量锂离子电池热管理技术研究

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基于相变材料与热管的大容量锂离子电池热管理技术研究

作者：赵泓伍华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

储能系统的发展是推动能源转型和实现“双碳目标”的关键支撑和保障,而锂电池储能是其中最具优势的储能技术,广泛应用于动力电池、储能电池和消费电子产品等系统中。适宜的温度和较小的温差是确保其高性能使用和长寿命工作的前提,因此... 详细信息

储能系统的发展是推动能源转型和实现“双碳目标”的关键支撑和保障,而锂电池储能是其中最具优势的储能技术,广泛应用于动力电池、储能电池和消费电子产品等系统中。适宜的温度和较小的温差是确保其高性能使用和长寿命工作的前提,因此开发高效的电池热管理系统(BTMS)尤为重要。针对单体500Ah大容量软包锂离子电池,本文选用相变微胶囊材料与扁平热管的组合,验证BTMS效果,期望降低电池的最大温升,提升单体电池与三串联电池间的温度均匀性。主要研究内容如下:首先搭建单体大容量锂离子电池性能实验平台,掌握锂电池的基本参数与温升特性,建立锂电池在不同温度和不同倍率下的欧姆阻值与极化阻值数学关系,计算出由可逆热与不可逆热组成的电池总产热。其次,通过实验验证了基于相变材料与热管组合的BTMS散热效果,对于高放电倍率,增加相变材料厚度可以降低温升与温差,且厚度越厚的效果越明显,10mm相变材料可以降低1C放电倍率下电池主体温升4.2℃;加入热管可以进一步降低电池主体的温升0.5℃,降低温差2.7℃。并且通过对比实验得到了性能最优的BTMS配置方式。通过实验验证了在连续六次1C大倍率充放电循环时BTMS散热效果,结果表明,添加BTMS后,单片电池最大温度可以由43℃稳定在37.5℃以下,最大温差由8℃稳定在3.5℃以下,三串联电池最大温升降低6℃,温差维持6℃以下并且延长了三串联电池安全工作时长。构建了锂电池热电耦合的瞬态仿真模型,通过与实验数据对比,验证了BTMS在连续大倍率充放电循环时的有效性,在连续充放电结束时,三串联电池最上层电池最大温度由59.3℃降低到51.73℃,中心电池最大温度由62.5℃降低到了 50.70℃,三串联电池之间的最大温度差由3.2℃,降低到1.03℃,提升了温度均匀性。最后,分析了相变温度对BTMS的影响,较高的相变温度较晚相变,会使电池的温度维持高位,较低的相变温度可以提前控温,但高温区域的会提早完全熔化而无法吸收相变潜热,使温升和温差逐渐增大,35℃的相变温度较适合1C连续充放电。

关键词：单体大容量锂离子电池锂电池热管理相变材料热管

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基于可逆循环的电池变截面通道液冷仿真研究

消防科学与技术 2024年第5期43卷 680-686页

作者：欧繁李新蒋维李锦焙董镝广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528000

以280 Ah方形磷酸铁锂电池为研究对象,设计了符合大容量电池组产热特点的变截面对称型流道液冷板,建立了锂离子电池组液冷仿真模型,采用可逆循环的液冷冷却方式,研究了电池组在不同冷却方式下的冷却效果及冷却液入口温度、可逆循环的转... 详细信息

以280 Ah方形磷酸铁锂电池为研究对象,设计了符合大容量电池组产热特点的变截面对称型流道液冷板,建立了锂离子电池组液冷仿真模型,采用可逆循环的液冷冷却方式,研究了电池组在不同冷却方式下的冷却效果及冷却液入口温度、可逆循环的转向发生时间对电池组散热性能的影响。结果表明:变截面对称型流道有助于提高位于电池组中心位置电池的散热性能,平衡由于位置不同引起的温度不均匀性;液冷板内的冷却液采用双向可逆循环方式比仅有自然对流条件下的电池组表面最高温度降低了17.8℃;研究提出的液冷板结构中,冷却液入口温度主要影响电池组表面的最高温度,而可逆循环的转向时间主要影响电池组的温度均匀性。

关键词：锂电池热管理液冷板流向控制可逆循环液冷

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工质对顶部加热/底部冷却型脉动热管的影响

建筑热能通风空调 2022年第5期41卷 18-23页

作者：郭子瑞池日光哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院 150028

本文提出了顶部加热/底部冷却型脉动热管电池热管理的概念,该脉动热管以甲醇,乙醇和水作为工质。研究结果表明:甲醇的启动温度最低,其次是乙醇,工质为水时没有观测到温度的震荡,并且随着充液率的增加,启动温度也明显增大,脉动热管加热... 详细信息

本文提出了顶部加热/底部冷却型脉动热管电池热管理的概念,该脉动热管以甲醇,乙醇和水作为工质。研究结果表明:甲醇的启动温度最低,其次是乙醇,工质为水时没有观测到温度的震荡,并且随着充液率的增加,启动温度也明显增大,脉动热管加热段各处的温度也趋于一致,热阻呈现出先减小后增大的趋势。

关键词：电动汽车锂电池热管理顶部加热/底部冷却型工质

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基于一维热电耦合仿真模型的锂电池温度估计

当代化工研究 2023年第9期 180-184页

作者：凌海泉黄彦谢艺枫刘梓熙甄家豪华南理工大学电力学院广东510640 华南理工大学机械与汽车工程学院广东510640 华南理工大学自动化学院广东510640

锂电池热管理设计的首要部分是对电池在不同充放电倍率下温度的准确估计,为了实现温度的准确估计,同时提高便捷性和经济性,本文基于Bernardi发热方程对锂电池发热量进行估算,并提出使用Simulink搭建一维热电耦合仿真模型对锂电池内外温... 详细信息

锂电池热管理设计的首要部分是对电池在不同充放电倍率下温度的准确估计,为了实现温度的准确估计,同时提高便捷性和经济性,本文基于Bernardi发热方程对锂电池发热量进行估算,并提出使用Simulink搭建一维热电耦合仿真模型对锂电池内外温度进行估计。我们在不同倍率放电实验和HPPC恒流充放电实验的基础上对模型参数进行优化和验证。以软包锂电池为例,模型充分考虑层叠式电芯内部各种不同材料比热容和热阻的影响,实现了不同放电倍率下锂电池内外温度的准确估计。最后通过实验数据验证了模型结果的准确性,证明所提出模型能够快速有效地满足锂电池热管理温度估计的需求。

关键词：锂电池热电耦合模型 Bernardi方程锂电池热管理

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基于PCM的锂电池模块仿真模拟研究

通信电源技术 2020年第6期37卷 19-22,25页

作者：郝东康谭海李向荣吴淑娴武汉理工大学湖北武汉430000

本文主要针对电动汽车锂电池热管理进行研究,为了增强电池散热和提高电池模块温度分布均匀性,提出了一种基于相变材料(Phase Change Material,PCM)的热管理方式。利用ANSYS Fluent建立了一个三维数值模型,为了更符合实际锂电池放电,调... 详细信息

本文主要针对电动汽车锂电池热管理进行研究,为了增强电池散热和提高电池模块温度分布均匀性,提出了一种基于相变材料(Phase Change Material,PCM)的热管理方式。利用ANSYS Fluent建立了一个三维数值模型,为了更符合实际锂电池放电,调用了双电势多尺度多维度电池模型(Multi-scale Multi-dimensional Method,MSMD),分别对自然对流和基于相变材料的电池模块在不同放电倍率和不同环境温度下进行了仿真模拟研究,结果表明:基于PCM的电池组在PCM起作用后,在25℃和35℃环境温度下分别使电池组表面最高温度平均降低了14.93℃和16.24℃,最大温差分别平均降低了2.13℃和1.98℃。

关键词：锂电池热管理相变材料仿真 MSMD