锂离子电池复合热管理系统的多目标优化

为缓解锂离子电池组快速充放电时的严重积热,对传统U型、Z型并联风冷电池热管理系统(BTMS)进行优势整合,提出一种新型的I型BTMS(I-BTMS)。首先,进行了方形锂离子电池充放电实验,研究其不同倍率下的温升特性,以获得热物性参数,并且与电池的计算流体动力学(CFD)模型结果进行佐证。然后,基于验证后的CFD方法,发现在相同边界条件下I-BTMS的冷却效率比U-BTM、Z-BTMS更高。最后,通过添加风道隔板和微通道液冷板的风-液复合冷却方式对初始I-BTMS进行优化设计,将CFD方法和多目标优化相结合,对最优拉丁超立方抽样法获取的设计点进行数值计算,并且基于NSGA-Ⅱ遗传算法对系统冷却性能进行多目标寻优。迭代收敛的最优解显示,电池组的最高温和最大温差相比初始I-BTMS分别降低9.08%和70.19%。

强制风冷锂离子电池热管理系统研究综述

为解决车用锂离子动力电池在高强度工作过程中电池温度过高以及电池组温均性差等问题,需要对电池组设计合理的电池热管理系统(BTMS),以此提升电池组的冷却性能。首先阐述了热管理系统的常见冷却方式,分析了各种冷却方式之间的优缺点。随后针对应用最为广泛且最易实现的空气冷却方式,从冷却空气流型、电池排布方式、电池间距、冷却空气流向以及受控变量这5个方面对强制风冷BTMS进行了综述分析。本文的综述研究可为新一代强制风冷BTMS的结构设计与参数优化提供有效参考。

锂离子电池强制风冷热管理系统结构优化

本文针对18650锂离子电池建立了基于多风口的电池模块,并结合计算流体动力学(CFD)方法对模块结构进行了一系列优化。一方面探讨了进出口数量的变化对电池模块冷却性能的影响,与此同时也讨论了进出口的位置与尺寸的影响。结果表明,左右两侧进风底部两角落出风的进出口布局明显优于其它布局方式,且与基础模型相比最高温度降低8.250℃(17.9%),最大温差减小3.943℃(37.8%)。此优化后的模块结构可为强制风冷策略下的电池热管理系统提供有效参考。