电动汽车电池组液冷散热性能数值研究

为了提升电动汽车锂离子电池组的热安全性,分别建立了单体电池和电池组液冷系统的三维热模型,并针对液冷系统设计了6种不同冷却通道结构。通过数值模拟的方法研究了冷却通道结构、冷却液入口流量和冷却液入口温度对电池组在放电工作下散热性能的影响。结果表明：在3C放电下,采用结构5电池组的最高温度为28.88℃,采用结构4电池组的最大温差为2.68℃;在满足电池组散热需求和达到较高系统效率的前提下,冷却液入口流量为1～2 L·min^-1,冷却液入口温度为25～35℃。     

锂电池复合热管理系统的散热性能优化设计

针对锂电池组散热问题,提出了一种将分岔液冷通道与复合相变材料相结合的复合液冷系统,并对其散热性能进行了数值研究。首先,通过单体电池充放电实验,得到电池的产热量;其次,建立三维电池组模型,以冷却通道各级数量和复合相变材料的厚度为设计变量,采用最优拉丁方方法构建44个试验样本点;然后,基于响应面法建立近似模型,并采用了多目标粒子群算法,进行优化设计;最后,讨论冷却液质量流量的影响。结果表明：当分岔液冷通道各级数量为5、5、7,复合相变材料厚度为5.659 9 mm时,可获得更好的冷却性能,其最高温度、最大温差和压降分别减少了3.40%、35.36%和46.50%。     

闭孔泡沫铝与铝及铝合金覆板的冶金结合

利用直接冶金结合方法,研究了铝及铝合金覆板的厚度及复合温度与时间对闭孔泡沫铝夹心三明治与覆板结合层厚度的影响.利用金相显微镜观察了泡沫铝夹心与覆板结合界面的微观组织,并测量了结合界面的扩散层厚度和显微硬度.研究结果表明,铝熔体与纯铝和铝合金覆板复合温度越高,复合时间越长,他们之间的扩散层厚度越大;当纯铝板的预热温度为400~450℃,复合速度为53.9~74.4 mm/min时,泡沫铝夹芯与纯铝板形成良好冶金结合,复合界面的互扩散层厚度为39~44μm;当铝合金覆板的预热温度为240℃,复合速度为58.3 mm/min时,制备铝合金覆板泡沫铝三明治所需的铝合金板最小厚度应为7.9 mm.     

闭孔泡沫铝与铝及铝合金覆板的冶金结合

利用直接冶金结合方法,研究了铝及铝合金覆板的厚度及复合温度与时间对闭孔泡沫铝夹心三明治与覆板结合层厚度的影响.利用金相显微镜观察了泡沫铝夹心与覆板结合界面的微观组织,并测量了结合界面的扩散层厚度和显微硬度.研究结果表明,铝熔体与纯铝和铝合金覆板复合温度越高,复合时间越长,他们之间的扩散层厚度越大;当纯铝板的预热温度为400～450℃,复合速度为53.9～74.4 mm/min时,泡沫铝夹芯与纯铝板形成良好冶金结合,复合界面的互扩散层厚度为39～44μm;当铝合金覆板的预热温度为240℃,复合速度为58.3 mm/min时,制备铝合金覆板泡沫铝三明治所需的铝合金板最小厚度应为7.9mm.     

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响.研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加.当P1V1从5.7 MPa·cm3/min增加到7.2 MPa·cm3/min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6.93 mm增加到7.46 mm,铝熔体泡沫的生成率从3 210 cm3/min增加到4400 cm3/min.当入射气体P1V1为5.67 MPa·cm3/min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3.57 mm增大到3.66 mm,泡沫生成量由288 g增大到2 978 cm3/min.     

混合动力汽车电池组散热系统试验研究

动力电池组的寿命直接影响混合动力汽车产业化,而电池组的寿命与其散热性能直接相关。以6.5A.h/144V镍氢电池组为对象,对电池的生热机理进行了分析,建立了电池的生热温度模型,搭建了混合动力汽车镍氢电池组热性能试验台;对电池箱的散热性能进行了试验研究;分析了变电流充放工况对电池组温度场的影响。试验结果表明,使用的电池组能够满足混合动力汽车对电池散热性能的要求。     

锂离子电池温升特性分析及液冷结构设计

针对电动汽车动力电池的温升发热导致温度分布不均及过热现象，根据电池的热物性参数及不同环境温度下的内阻，建立电池包生热分析模型；测试采集并拟合电动汽车的母线电流，通过仿真分析得到不同车速下电动汽车电池包的温升情况；进行典型城市工况实车试验，测取不同车速下电池包内温度测点的温升数据并拟合成温升曲线，通过仿真与试验结果对比，验证所建立的热分析模型的准确性；在此基础上，设计双进双出的液冷散热管道结构方案，分析在1C放电倍率下该液冷散热方案的散热效果. 研究结果表明:锂电池在高温（50 ℃）下，内阻仅为13.9 mΩ，而在低温（?30 ℃）时，内阻却达到了21.5 mΩ；电动汽车在新欧洲行驶工况（NEDC工况）和匀速工况（40、50、60、70 km/h）下的最高温升分别为1.8、2.6、3.6、5.3、8.0 ℃；所设计的U型结构液冷管道可以有效地降低电池包温升，提高电池包的温度均匀度.      

泡沫铝板的表面致密化研究

采用直接消泡法在连续生产闭孔泡沫铝板的同时,使泡沫铝材的表面形成厚度可控的表面致密层.研究了预置消泡层厚度、预热挤压辊、预热网带和生产速度对表面致密层的影响;分析了致密层厚度对泡沫铝压缩和弯曲性能的影响.研究结果表明,当采用40目网带,预置消泡层厚度为4 mm,加热辊和网带预热温度为700℃,生产速度为140 mm/m...     

泡沫铝压缩试验及等效仿真模型研究

为了研究泡沫铝结构在直升机耐坠性设计中的应用效果,本文基于万能材料试验机和霍普金森压杆分别对两种相对密度的闭孔泡沫铝在准静态（0.001/s）和高应变率下（500/s、1 000/s）的力学性能进行了测试;然后,建立了可反映应变率效应的泡沫铝等效有限元模型;最后,将泡沫铝等效模型应用于直升机驾驶舱耐坠性的仿真中,分析了置入不同密度泡沫铝等效模型后直升机受到的冲击和变形情况.结果表明：泡沫铝的平台应力以及质量比吸能随相对密度、应变率的增加而增加,但密实化应变则相反;泡沫铝等效有限元模型与实验结果曲线保持一致,模型准确性较高;此外,通过置入两种密度的泡沫铝材料,驾驶舱地板的最大变形量分别减少了28%和73%,机身部件的承载压力平均减少了28%和42%,高密度泡沫铝承载能力更强,效果更好.     

排烟量对隧道温度场变化特征的影响研究

为探究隧道重点排烟量对火灾热烟气层与冷空气层温度变化的影响,采用数值模拟方法研究隧道温度分布和隧道热烟气层、冷空气层的温度变化情况。结果表明:当排烟量从 140m3/s增加至220m3/s,隧道内整体温度分布范围收缩明显,当排烟量为220m3/s和240m3/s时,隧道内整体温度分布范围变化不大;当重点排烟模式开启后,隧道内热烟气层和冷空气层的温度均低于未开启排烟口工况的温度。此外,结合重点排烟量对隧道温度的影响特征,进一步建立热烟气层温度衰减预测模型,为类似工程提供研究依据和技术参考。