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为提升电池热管理系统的综合性能,本文提出了一种具有同心圆结构通道的液冷板。首先,利用控制方程讨论了环形通道数量和宽度对液冷板综合性能的影响,并通过综合评价指标选出了最佳环形通道数量和宽度。然后,为了更大程度上降低液冷板压降,将部分曲段通道进行直化,并优化了直段通道角度以及圆心距。与初始模型相比,最优模型的压降降低了62.83 Pa(67.61%),温度降低了1.1℃。最后,为进一步提升系统的散热性能,在最优模型的基础上引入了不同种类和体积分数的纳米流体作为冷却介质,与纯水相比,在低雷诺数下采用纳米流体作为冷却介质可以获得较好的综合性能,综合评价指标最高可提升16.19%,效果显著。 相似文献
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液冷方式是当前纯电动汽车锂离子电池最主流的散热方式之一,具有散热效率高、能耗小的优点。采用仿真分析与多目标优化相结合的方法,重点研究了冷却板结构的优化设计。介绍了一种新型双层分形微通道液冷板,并进行了优化仿真设计分析和多目标优化分析。提高冷却液的流量和降低入口温度可以大幅降低液冷板的最高温度和温差,冷却板结构优化后的压力差和冷却泵能量 消耗都有所下降,提高了液冷板的散热效果,延长了锂离子电池的使用寿命,保障了纯电动汽车在使用过程中的安全可靠。 相似文献
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针对传统液冷电池包内电池组散热不充分及表面温度一致性较差的问题,本文设计了一种基于风冷和液冷耦合
冷却策略的新型电池包结构,利用Catia软件建立三维模型并运用Fluent软件进行仿真,研究结果表明,相较于单一液冷
结构在2 C和2.5 C放电倍率下存在电池组过热问题,风冷液冷耦合的冷却结构在不同放电倍率下将最高温度和最大温差
分别控制在45 ℃和5 ℃以内。探究了不同流体进口速度对电池组散热的影响,并选取风速5 m/s,冷却液流速0.5 m/s的
最佳配合,在此基础上对流道进行针对性的优化,优化后电池组在同一工况下最高温度从27.95 ℃下降至26.82 ℃。这种
新型结构将为后续的电池的热管理设计提供新思路。 相似文献
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为满足锂电池成包后的温度一致性需求,本文提出一种基于热管与液冷板的复合冷却结构。利用数值模拟对液冷板内两种不同流道(流道Ⅰ和流道Ⅱ)的冷却性能进行对比,结果表明流道Ⅱ的冷却性能更优;采用正交试验法筛选出4个对流道Ⅱ冷却性能影响较大的结构因素作为设计变量,以电池组温差和冷却液压降为目标函数,建立设计变量与目标函数之间的Kriging代理模型并采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行寻优。与初始结构相比,优化后的流道II对应的电池组温差和冷却液压降分别降低了10.52%和50.14%,而电池组最高温度仅升高了0.68%。本文的方法和结论可为热管式锂电池冷却结构的设计与优化提供借鉴。 相似文献
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为研究电池组的排列与布置方式对电池热特性的影响,本文中以18650锂离子电池为研究对象,建立了单体电池的电化学热力学耦合模型。利用模型仿真和实验测量获得了不同放电倍率时的电池表面温度随放电容量的变化关系,实验数据与仿真数据基本吻合,模型准确。基于单体耦合模型,分析了6×5动力电池模组的不同排列与布置方式下的热特性。结果表明:间距太小或太大均会使平均温度增加,本案例电池间距24 mm时平均温度最低;间距越大,温差越小,温度分布均匀性越好;间距一定,交叉排列散热效果优于对齐排列,且空间利用率更高。电池的排列和间距对电池散热有重要影响,锂离子动力电池组设计过程中应充分考虑。 相似文献
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动力电池热管理的目标不仅是保证电池模组在合适的温度范围内工作,而且要尽量保证模组内部温度均匀。液冷板是电池模组主动液体冷却系统的一个重要组成部分,此前对电池热管理的研究大多集中在液冷板流道结构及冷板排布方式对电池模组温度分布的影响,而忽略了冷却液的沿程温升对模组温度均匀性的影响。根据间壁式传热原理,提出采用液冷侧非线性强化传热的方式,以实现热源侧壁面温度均匀分布的均温液冷板结构。以某一动力电池模组液冷散热要求为例,构建了非线性传热强化液冷均温板模型,并进行了相应的数值模拟。结果表明,提出的均温液冷板能有效实现动力电池模组均温性要求。 相似文献
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针对锂离子电池组在不同充电倍率下最高温度和单体温度均匀性的要求,在构建动力电池热模型的基础上,以抑制电池组内最高温度和最大温差为目标,仿真分析了液冷板布置位置、流道设计和冷板出入口位置等因素对电池组温度的影响规律。仿真结果表明,本文所设计的冷却系统,在电池组以2C倍率充电时,最高温度可控制在35.5℃,温差不超过5℃。 相似文献
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通过实验研究了锂离子电池1C倍率放电,20℃自然对流情况下的温升特性。测得了20℃环境温度下电池的充放电内阻特性,并根据某品牌18650型锂离子电池的物性参数以及实验测得的内阻数据建立了电池单体仿真模型,仿真计算了与实验同工况下的温度分布情况,最大误差4.9%。设计了一种包含480节电池的并行通风空气冷却散热结构,并通过正交试验进行了优化,得到了进出风孔距电池的最小距离1mm,上挡板距离电池的最小距离1mm,下挡板距离电池的最小距离1mm的最优结构,使电池组的最大温升下降了5.71℃,最大温差降低了5.06℃。并基于最优结构给出了120s后每60s改变送风方向的往复送风策略,使电池组即使在40℃、2C放电的恶劣工况下也能够工作在25℃-40℃,电池单体温差5℃以下的工作环境中。 相似文献
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Design of conformal cooling channels for an automotive part 总被引:2,自引:0,他引:2
The cooling system plays a crucial role in determining the productivity and quality of an injection molding process. With
the current growth of Solid Freeform Fabrication (SFF) techniques, mold designers have been striving for not only improvement
in cooling system performance but also for a method to do so automatically. In this paper, a method is proposed for developing
a conformal cooling system that facilitates uniform cooling over the entire mold surface with minimum cycle time. Based on
the temperature distribution after the filling stage, the mold surface is split into zones which will be cooled by optimized
subconformal channels obtained from the optimization process. The optimization process in which the objective function is
stated as minimization of the cooling time with boundaries ensuring a realistic design will optimize the cooling system layout
in terms of cooling channel size and location. Finally, all subcooling channels are combined to generate the entire conformal
cooling system for the injection mold. 相似文献
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为了优化就地热再生热风加热参数,提高热风加热沥青路面的加热效果,基于有限元方法,建立了热风加热装置加热沥青路面的模型,模拟计算了热风加热沥青路面的过程,通过试验验证了仿真模型及参数设置的正确性。采用正交试验设计方法研究了热风温度、热风速度、出风孔离地高度对加热效果的影响。提出了基于模糊理论的热风加热效果评价方法,引入综合模糊评价指标代替沥青路面温度场、对流换热系数和加热过程中的能量利用率等单一评价指标对沥青路面加热效果进行评价,采用独立性权系数法确定了各指标的权重系数,仿真分析验证了综合模糊指标评价方法的有效性。结果表明:在加热装置的设计参数范围内,热风温度对沥青路面表面温度及分布均匀性影响最大,热风速度对换热系数影响最大,出风孔离地高度对能量利用率影响最大。以沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率等单一指标为优化目标获得的最佳加热参数组合,仅能保证各自指标最优,但其他指标较差;以综合模糊评价指标ECFI为优化目标得到的最佳热风加热参数组合,可以同时获得较好的沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率。研究方法和结论为沥青路面热风加热参数的选择和加热效果的评价提供了一种有效可行的途径。 相似文献
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J. -H. Choi S. -H. Choi D. Park C. -H. Park B. -O. Rhee D. -H. Choi 《International Journal of Automotive Technology》2012,13(2):273-277
The quality of an injection molded part is largely affected by the mold cooling. Consequently, this makes it necessary to
optimize the mold cooling circuit when designing the part but prior to designing the mold. Various approaches of optimizing
the mold cooling circuit have been proposed previously. In this work, optimization of the mold cooling circuit was automated
by a commercial process integration and design optimization tool called Process Integration, Automation and Optimization (PIAnO),
which is often used for large automotive parts such as bumpers and instrument panels. The cooling channels and baffle tubes
were located on the offset profile equidistant from the part surface. The locations of the cooling channels and the baffle
tubes were automatically generated and input into the mold cooling computer-aided engineering program, Autodesk Moldflow Insight
2010. The objective function was the deviation of the mold surface temperature from a given design temperature. Design variables
in the optimization were the depths, distances and diameters of the cooling channels and the baffle tubes. For a more practical
analysis, the pressure drop and temperature drop were considered the limited values. Optimization was performed using the
progressive quadratic response surface method. The optimization resulted in a more uniform temperature distribution when compared
to the initial design, and utilizing the proposed optimization method, a satisfactory solution could be made at a lower cost. 相似文献
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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。 相似文献