“双碳”背景下碳中和通识类课程教育改革与实践——以兰州理工大学碳中和与新能源综合利用课程为例

在全球气候变化和能源转型的背景下,碳中和已成为实现可持续发展的重要目标。该文以兰州理工大学碳中和与新能源综合利用通识课程为例,深入探讨在“双碳”背景下,通过教育改革与实践,培养学生的碳中和意识和新能源技术应用能力的方法。首先,分析课程改革的必要性,详细阐述改革的具体措施,包括培养目标的优化、教学内容的拓展、课程思政的融入、科创实践的结合以及评价体系的完善。实践结果显示,改革后的课程有效提升学生的学习兴趣和综合能力,显著增强其碳中和意识和解决实际问题的能力。这一教育改革为高校碳中和通识课程的设计与实施提供宝贵经验,对于培养新时代高素质人才具有重要的现实意义。

基于风冷散热的锂电池热管理数值模拟研究

圆柱形锂离子电池布置方式和热物性参数对电池的热特性及安全性具有重要影响。首先建立了18650型LiFePO_(4)单体电池产热模型以及电池组散热模型,分析了排布方式、电池间距等电池模块几何参数以及径向导热系数等热物性参数对电池模块散热特性的影响。结果表明,电池的间距越大,其平均温度越低,温差越小,散热效果越好;单就冷却效果而言,叉排排布结构最优,综合考虑电池模块的能量密度和冷却效果,六边形排布结构最优;径向导热系数由0.2174 W/(m·K)增加到1.7174 W/(m·K)时,电池最高温度由306.15 K降低到302.90 K,减小了3.25 K,电池模块温度分布更加均匀。研究为基于风冷的锂离子电池组热管理系统结构的设计和优化提供了重要参考。

基于风冷散热的锂离子电池外部冷却模式与内部热物性特征的耦合分析

锂离子电池因其优异的性能而广泛应用于储能系统以及新能源汽车的动力源。基于锂离子电池热物性特征以及运行条件选择合理的热管理模式,是确保锂离子电池安全性的重要手段。文中分别构建了基于风冷散热的圆柱形单体锂离子电池以及相应的电池模组模型,从最高温度、最大温差以及温度分布均匀性等方面探讨了热导率各向异性对电池冷却性能的影响。结果表明,锂离子电池内部的热量传递过程以径向导热热阻为主导,直接决定单体电池内部温差以及电池模组中不同单体电池之间的温度分布均匀性。从电池结构设计的角度而言,为了提高温度均匀性,在确保能量密度的前提下应尽量减小电池层状方向的尺寸。

锂离子电池外部短路热失控失效特征及机理

本文对锂离子电池外部短路时的电热特性及其失效机理进行了分析,并针对未发生热失控的电池在后续使用中的性能表现以及其内部潜在的热失控风险进行了探究。结果表明,外部短路时电池的温度和电压变化与内阻有关,且内阻随着SOC和短路电流而变化。进一步外部短路电池伴随着电解液蒸发、锂金属沉积、电极颗粒破裂、隔膜闭孔等现象,影响着内部Li^(+)传输过程。对未发生热失控的电池进行了循环测试,电池容量在循环中得到恢复,极化内阻降低至初始水平,但欧姆内阻高于初始值。并且通过二次短路分析了此类电池内部潜在的热失控风险。