Thermal Model for Square Lithium-ion Battery Pack

首先通过最小二乘法对方形锂离子电池组中单体电池的比热容、流道材料的导热系数和自然冷却条件下的综合换热系数进行了估计;然后根据热边界层理论确定了强制冷却条件下电池冷却流道表面局部综合换热系数的计算式;最后根据电池组的结构特点和冷却方式,建立了电池组的一维瞬态传热模型.该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时预测电池组中各单体电池的运行温度.在Arbin试验台架上测量了144V/8A·h方形锂离子电池组在不同运行工况下单体电池的温度分布,并与模型仿真结果进行了对比,结果表明模型仿真的最大误差不超过1℃,满足混合动力系统性能仿真和电池组管理策略优化的精度要求.     

车用动力电池热防护与散热集成研究

针对车用动力电池组存在散热与热失控防护设计需求不一致的问题,提出了在电池组内交替安置隔热板与热管的集成热管理方案。利用Matlab/Simulink仿真软件以方形三元锂离子电池为对象建立电池组仿真模型,通过对比分析4种热管理方案在正常和热失控两种工况下的性能优劣,验证此集成系统散热和热防护性能的可靠性。结果表明,此集成系统热管理性能明显优于单一的热管冷却系统或热防护装置,不仅可以有效提高电池组散热能力,改善电池组内部温度分布均匀性,同时能够延缓热失控传播,提高电池组运行安全性。     

基于GT-COOL对整车冷却系统散热性能的仿真分析与试验研究

文章采用GT-SUITE软件对某乘用车冷却系统性能进行仿真分析,包括建立发动机水套、水泵、节温器、散热器和暖风芯体等部件的仿真模型以及关键部件的参数设定和仿真计算。研究了整车冷却测试工况下冷却系统各组成部件的流动和换热特性,并与整车试验进行对比,对所建立的仿真模型进行验证。针对整车冷却试验中出现的水温偏高问题,通过对冷却系统水侧回路方案的优化分析,给出了解决方案。文章对发动机冷却系统的仿真与试验研究,为整车前期冷却系统的开发积累了相关经验。     

不同充电倍率下锂离子电池组冷却系统结构设计

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℃。     

德国Deutz MWM公司发展的高温冷却技术

<正> 高温冷却可以减小冷却系统的体积,降低冷却系统的费用,并且还能减小安装空间。Deutz MWM公司的226B和234两个系列的发动机现在都采用了高温冷却。 Deutz MWM的226B系列发动机已经改变为在105℃的高温冷却情况下运转,因而减小     

基于Fluent的并联式风冷电池系统的仿真及优化

文章利用计算流体力学软件Fluent对并联式风冷电池系统的温度场进行计算,然后通过在与冷却通道相对的会聚静压室壁上增设二次排气口对冷却系统进行优化,从而提高冷却系统的冷却性能。结果表明,在恒产热率的情况下,二次排气口的位置对冷却系统的冷却性能有很大的影响,二次排气口设置在靠近入口的冷却通道上有效提高了冷却系统的冷却性能,电池组的最高温度和最大温差均降低了2k以上。     

基于迭代动态规划的动力电池组热管理优化策略

动力电池在电动汽车行驶过程中不断产热,持续高温会降低电池的使用寿命,危害汽车的运行安全。因此,采取高效、节能的冷却优化策略,提高动力电池工作效率十分必要。本文基于电池的生热特性和牛顿冷却定律建立电池组集中质量热模型,并与AMESim中建立的电池液冷系统模型进行对比,验证其准确性。针对电池热管理系统的高度非线性与时变性,提出一种在多维搜索空间迭代逼近最优值的迭代动态规划（IDP）策略。通过MatLab-AMESim联合仿真对比,证明了此方法以最小的能耗对电池组温度进行快速冷却,且冷却液流速稳定,验证了IDP优化策略的高效性与节能性。     

基于GT-Suite的重型载货车冷却系统仿真及匹配设计

基于GT-Suite软件建立了某重型载货车发动机冷却系统的一维-准三维混合仿真模型,通过对发动机极限工况下出水温度、出水流量等计算结果与试验值对比分析,验证了仿真模型的准确性。最后在此模型基础上对发动机冷却系统进行风扇选型匹配,实现了满足整车冷却性能要求的前提下,减小了其消耗功率,从而提高了整车经济性。     

汇流排产热影响下的电池模组冷却系统改进设计

本文利用Bernardi生热速率方程，通过仿真和实验验证建立了可靠的电芯生热模型，仿真和实验误差在2%以内。在此基础上建立汇流排产热影响下的模组生热模型，针对原冷却系统对模组顶部区域和汇流排上冷却效果不足等进行改进设计，在冷却板布置方式上提出将冷却板布置在模组侧面，再通过仿真分析选取合适的冷却板厚度、冷却液体积浓度和冷却液入口流速，最终设计的冷却系统模组汇流排体平均温升降低了15.56%，电芯体平均温升降低了11.48%，模组顶部表面平均温升降低了20.34%，同时模组电芯上的温度分布也更加均匀。     

浅谈新能源汽车动力电池冷却技术

随着新能源汽车在全球的广泛应用,新能源技术的发展越来越得到各界的关注。而电池组是目前决定新能源汽车性能和续航能力的重要部分,因此提升动力电池的性能和确保电池组的工作可靠性、安全性是当前新能源汽车领域的关键研究课题。从目前的技术来看,冷却系统又是决定了动力电池性能的关键技术,所以本文通过对动力电池冷却系统的工作原理、作用以及四种冷却技术特点出发进行分析,探究冷却技术对动力电池的性能影响,从而为促进新能源汽车的发展研究提供一点有用的资料。     

基于KULI的燃油客车冷却系统匹配优化

本文以12m传统燃油客车为研究对象，依据WP10H400E62发动机冷却需求，开展了中冷器、散热器和电子风扇等主要零部件选型计算校核研究，并应用基于KULI开发的冷却模型对冷却系统的性能进行仿真验证，希望通过样车发动机冷却液温度的反馈情况来验证仿真模型的可靠性，以便为冷却系统零部件的选型和仿真开发提供参考依据。     

车用发动机冷却系统工作过程与匹配计算

对一台车用柴油机的冷却系统进行冷却系统水流和热流分布台架试验,利用流体系统仿真分析软件对整个冷却系统工作循环过程、热平衡状态和冷却系统匹配性能进行仿真计算,并依据试验得到的相关结果验证了计算模型,对影响其冷却性能的一些因素进行详细分析,最后指出该冷却系统存在的问题,并提出优化改进方案.     

某插电式混合动力轿车热管理仿真分析与优化设计

利用Star-CCM+软件和Flowmaster软件,建立了某款插电式混合动力轿车(PHEV)热管理仿真模型,对该车发动机舱进行了CFD分析和冷却系统一维模拟分析。根据仿真结果,针对机舱前端进气泄漏严重、热反流、低温冷却系统冷却水温较高、低温电子部件冷却不足等问题,提出优化冷却模块布置及改善机舱进气密封性等优化措施,该优化方案满足了冷却设计要求。     

新型冷却结构在电池热管理中的分析与优化

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。     

电动汽车动力电池组散热特性数值模拟研究

针对目前电动汽车动力电池组的散热问题,研究了不同布置方式下动力电池组的散热特性.基于雷诺平均的方法,应用k-ε湍流模型,建立了电动汽车动力电池组散热的仿真模型.基于这一经散热效果试验验证的模型的仿真结果,给出了不同布置方式下动力电池组的流场分布和温度云图;通过分析它们的温度均匀性,得到了不同布置方式下电池组的散热特性.     

基于相变与液冷耦合的电池热管理系统研究

电池组在高环境温度下以高倍率放电时,电池组温度过高、温差大,极易引发安全问题。笔者针对这一问题设计了一种新的耦合式电池热管理系统。以采用纯石蜡冷却模型作为初始模型,首先探讨不同膨胀石墨质量分数的复合相变材料对于电池组热性能的影响,得出:在30℃的环境温度下,电池组以4C倍率放电时,采用EG质量分数为12%的复合相变材料对电池组进行冷却最优。在最优复合相变材料的基础上引入液冷系统,构建克里格近似模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对耦合系统寻优,得出的预测结果精度较高误差最大仅为0.21%。利用算法寻优得出的最优解与初始模型相比,电池组最高温度下降5.29℃降幅为11.46%,最大温差下降0.12℃降幅为54.09%。结果表明:相变材料与液体冷却耦合热管理系统对电池组控温效果显著。     

发动机冷却系统风扇不同驱动控制策略的仿真研究

应用商用仿真软件AMESim对某客车柴油机建立冷却系统一维仿真计算模型。针对不同温度和不同形式工况对冷却系统进行仿真计算并分析了系统散热能力。通过匹配不同转速的风扇和不同控制策略的风扇驱动方式,对于系统冷却风扇的耗功进行了优化,在保持系统散热能力不变的情况下,降低系统功耗。     

基于多维耦合仿真的冷却系统控制策略优化

电动车驱动系统冷却系统具有非线性、传热迟滞和时变性等特点，电机控制器功耗受工作温度影响较大，传统的冷却辅机控制策略无法满足最低功耗需求。针对此问题，利用STAR-CCM+和Amesim仿真软件建立冷却系统多维耦合仿真模型，研究电机控制器冷却系统最优门限值，并联合Matlab/Simulink仿真平台对比多挡、PID和自适应模糊PID3种控制方法的系统功耗。结果表明自适应模糊PID控制能够提升冷却系统的动态性能，降低整车能耗。     

锂电池组液冷结构设计及散热影响因素分析

针对锂动力电池在放电过程中的散热问题,建立基于某三元锂电池模组的生热模型,仿真分析并试验探究了电池模组在不同放电倍率下的发热情况。在验证模组生热模型正确的前提下,结合模组发热具体情况,设计U型液冷管道并建立电池模组的液冷模型,比较了不同参数的冷却液介质和不同温度的冷却液对锂电池组冷却性能的影响。研究表明:设计的U型管道能够满足电池组冷却散热需求,导热系数大且温度较低的冷却介质散热效果更好。     

整车热管理的一维与三维耦合仿真

同时建立了三维整车热管理数值模型和发动机及其冷却系统的一维数值模型.发动机舱内流场及其换热特性三维仿真获得的对流换热系数和换热量,可用来在发动机及其冷却系统的一维仿真中算出冷却系各部件的温度;这些又可作为三维仿真的边界条件,去更新发动机舱的热流特性.如此反复迭代直至收敛.这样的一维和三维耦合仿真分析,为样机制造前整车热管理的仿真提供了一种有效的方法.