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。     

基于正交模型灰色关联算法的高功率动力电池包冷却结构优化研究

针对液冷型动力电池包冷却结构多因素参数化研究,搭建电芯电-热耦合仿真模型,通过台架试验验证了电芯仿真计算的有效性。对显著影响液冷型电池包性能的冷却液流速、冷却液温度及冷管宽度和高度4个关键参数进行四因素四水平正交试验计算,基于正交模型的模糊灰色关联分析法探究四因素对电池模组最高温度和最大温差的影响权重。结果显示：对于电池模组最高温度,冷却液的温度对其影响最大,冷却液流速次之,冷却管道宽度影响最小;而对于电池模组最大温差,冷却液流速对其影响最大。通过结果分析得到优化组合方案,计算得到优化方案能使得电池组最高温度下降到32.8℃,最大温差控制在3.3℃内,冷却性能表现最佳。     

侧置式重型柴油机中冷器和散热器布置形式对冷却性能的影响

以侧置式重型柴油发动机舱内的冷却模块(中冷器和散热器)为研究对象,建立了发动机舱及冷却模块的内部三维流动与传热的数值仿真模型。通过舱内冷却空气流动与冷却模块的传热耦合仿真分析,研究了中冷器和散热器在前后布置与上下布置两种形式下的散热性能。结果表明:与中冷器和散热器的前后布置形式相比,采用上下布置形式时,散热器冷却液出口温度基本不变,中冷器热侧出口温度降低了24%。中冷器和散热器上下布置形式有利于进一步降低发动机热负荷,减小发动机冷却模块尺寸,节约材料,优化发动机舱空间布局。     

一种高倍率充电液冷模组开发与设计

针对于纯电动力电池系统商用客车设计一种基于方形锂离子电池的电池液冷系统。通过对比模组底部冷却和侧面冷却模拟结果,说明大容量高倍率充放电模组实行侧面液冷的必要性。并针对于侧面液冷方案,设计了一款标准化液冷模组。侧面液冷模组综合考虑了电芯热膨胀,以及导致冷却效果不佳的冷板与电芯侧面接触等因素。     

锂电池热管-液冷板式冷却结构多目标优化

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。     

基于锂电池模组的风冷方式研究

风冷技术虽已广泛应用于动力锂电池系统,但目前锂电池系统风冷的研究主要集中在如何利用电芯间隙冷却,电芯排布方式和模组进出风口形式的设计上,然而这些方法在实际应用中具有一定的限制。针对以上问题,本文在模组底部加装导热垫及散热片,同时利用计算流体力学的方法对该技术方案进行数值模拟,并分析对比加装不同形式的散热片,电池模组内电芯温度的差异。结果表明,模组底部加装散热片能够快速的将电芯的热量传递给冷却气流,并有效降低电芯间的温差;交错翅片型散热片的散热性能优于平直翅片型散热片;翅片数量及厚度在一定程度上影响了散热片的散热性能。     

汇流排对电池模组温度与电流均衡性的影响分析和实验研究

对某电动汽车电池模组的发热特性进行了热电耦合数值计算,研究了放电倍率、电流进出方式、汇流排接触面积和电流进出位置等对电池模组温度场和电流密度的影响。结果表明:电流放电倍率对温升和汇流排与电池之间的热交换影响较大,高倍率电流充放工况下电池发热分析应该考虑汇流排电热效应的影响。采用电池充放电测试系统对电池模组在不同放电倍率电流工况下的温升情况进行实验研究,在28.5℃的环境温度下,测得最大温升与热电耦合数值计算结果基本一致,说明了数值模拟可很好预测汇流排的温升特性。     

车载动力电池液体冷却非线性优化方法研究

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。     

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。     

APF型发动机电子控制冷却系统

针对目前轿车发动机普遍采用蜡式节温器和电动冷却风扇来进行冷却强度调节时存在的问题，介绍了APF型发动机上应用的电子控制冷却系统。采用该系统时，该系统对发动机只进行较小的改动，即能完成冷却循环的重新布置，使冷却液温度调节、冷却液的循环控制、冷却风扇的控制均随发动机负荷的变化而变化。     

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。     

某PHEV车型电池热管理系统的1D/3D耦合分析

采用1D/3D耦合仿真的手段对某PHEV车型电池包热管理系统进行了研究。1D建模方法用于建立电芯的等效电路模型,模型用试验数据标定,能预测电芯的发热量,并为3D仿真提供输入。3D仿真能够计算电芯内部的温度分布,而温度会影响1D等效电路的模型参数,进而影响发热量,以这种方式建立了仿真模型的1D/3D双向耦合。利用此模型,以一组高温恶劣工况下实测电池电流和电池包进口处冷却液温度为边界条件进行了瞬态分析,并将冷却液出口水温仿真结果与试验数据进行对比,结果显示两者平均偏差在1℃以内,体现出较好的预测效果。研究结果还显示,电池包外表面空气对流传递的热量在总散热量的5%以内,对结果影响不大。研究证明1D/3D耦合仿真是新能源车型电池包开发过程中的有力工具。     

一种驱动电机冷却系统冷却液流量的仿真方法

仿真分析某纯电动客车驱动电机冷却系统的流场，参数化冷却系统各部件的流量压降特性，模拟冷却系统冷却液流量，实现对驱动电机冷却系统冷却效果预评估的目的。     

标准模组模态法简化建模研究

电池结构从电芯内部正负极及隔膜厚度的微米量级,到模组的毫米量级,再到电池系统和整车的米量级,结构尺寸跨度大;因此在电动汽车整车及电池系统有限元分析中,对电芯或模组的简化非常必要。在某标准模组有限元分析中,通过电芯模态频率试验,对比标定电芯简化模型材料参数,并获得准确的电芯简化模型,用于模组建模分析;对比模组详细建模计算与试验结果,二者共振频率误差小于1%;采用模态相等方法进行模组简化,模组简化建模约束模态结果与详细建模结果的误差小于1%;模组简化建模单元数量从10多万个降为5000个,单元数量去除率大于95%,在保证性能等效的同时有效降低单元数量,对整车有限元分析和电池系统有限元分析具有重要意义。     

发动机冷却系统性能评估方法及正向设计应用

工程车辆通常将冷却风扇与散热器进行组合作为发动机冷却系统,为便于对冷却系统性能进行评估,在熵产单元数、效率等散热器性能评价方法基础上,将冷却风扇纳入评价体系,实现系统性能评估。结合国内某型双钢轮振动压路机,将该方法应用于正向设计中,实现对冷却风扇优选。结果表明:以冷空气侧的空气体积流量为公共变量,可将冷却风扇与散热器整合在熵产单元数、效率的评价指标内;三维CFD仿真模型中,中冷器、冷却液散热器、液压油散热器热流体温度误差分别为3.15%,4.07%,2.83%,误差在合理范围内,仿真模型正确;仿真中获取的冷空气实际流量,对整个评价和设计具有较为重要的作用;在产品正向设计时,该方法可用于冷却风扇优选。     

基于AMEsim的电动汽车单水泵冷却回路仿真

电动汽车热管理中需要散热的关键部件主要有电池包和电机电控,通过分析以上关键部件的生热模型,设计单水泵供给电池、电机电控冷却液的冷却回路,通过AMEsim进行建模仿真,以耗电量最低为指标得到在某一环境温度下流经电机电控冷却水套的最佳冷却液温度,在最佳冷却水温度的目标下进行水泵的PID控制与开关控制的对比,在PID控制下的水泵相对开关控制提高16.3%的效率。     

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。     

球阀型电子节温器控制策略仿真及冷却系统优化

以某款国产1.5 L汽油机搭载的新型球阀式电子节温器为研究对象,拟合大循环流量比重与球阀开度的函数关系,并对其制定PID控制策略。耦合GT-Cool软件建立发动机冷却系统一维仿真模型,结果表明PID控制策略能够实现冷却液温度的精确控制。将电控硅油离合器风扇与该电子节温器匹配,仿真结果表明,全工况下风扇功耗平均降低66.18%,最大降幅为3.34 kW,实现了对冷却系统的匹配优化。     

一种用于动力电池热管理的均温液冷板

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。     

夏利轿车冷却系统的使用和维护

1、发动机冷却液的正确使用 夏利轿车冷却系采用了密封系统，散热器盖是密封的，并设置了一个用塑料制成的储存冷却液的膨胀水箱，在其中加注了规定量的冷却液。当发动机工作处于热状态时，冷却液膨胀，便有部分冷却液从散热器流入膨胀水箱；当发动机冷却时，真空使冷却液从膨胀水箱吸入到散热器中，冷却液不会损失，并可消除冷却系统中的所有气泡，增加冷却液的热效率。虽然膨胀水箱中的冷地液面有时升高有时降低，散热器中总是先充满冷却液。