特种车辆电池热管理设计与实验研究

为确保消防特种车辆能在高温环境下正常工作,该文设计了一种新型的电池热管理系统。提出在电池外围布置隔热结构进行热防护,电池放电过程中产生的热量则通过相变材料进行吸收。此外在相变材料中布置液冷管道,待消防特种车辆撤离火场后利用液体换热实现相变材料的再生。该文重点关注相变材料对电池组的温度控制情况,对电池放电温升的仿真结果显示,电池组温度始终处在正常范围内,初步验证了设计的可行性。在此基础上进行了实验验证,恒流放电的过程中电池组工作正常,在相变材料的作用下电池组温度得到了有效控制。为进一步优化设计,通过仿真模型研究了相变材料相变点、相变潜热等因素对热管理冷却性能的影响。

锂离子电池浸没式热管理技术方案研究

为综合探究各因素对电池模组浸没冷却效果的影响与规律,以9节21700电池组成的最小模组单元为研究对象,搭建试验台架并展开研究,发现设计条件下,模组的温差在强制对流冷却1C放电时较小,而自然对流冷却则2C放电时较小。建立并验证了浸没冷却模组的数值仿真方法,将不同模型的计算结果进行对比分析,发现设计条件下,电连接件会影响模组的温升与温度分布。基于仿真方法探究了冷却介质及其流量与温度对冷却效果的影响,发现模组的温升与温差随流量的增大而降低,降低入口温度可以减小模组的温升,提高入口温度则可以减小模组的温差。

锂离子电池热失控研究热点与趋势

以锂离子电池热失控为核心的文献是目前新能源汽车发展领域的研究热点。以中国知网(CNKI)数据库及Web of Science核心集数据库中收录的相关文献为研究对象,运用CiteSpace软件和科学知识图谱,着重从领域研究进展、统计分析及前沿热点等多个角度进行探究。锂离子电池热失控的研究虽已取得大量的理论和实验成果,但安全性研究仍需向精确化、可靠化和智能化不断完善。

基于功率转速双闭环的增程器发电功率动态控制策略

针对电动汽车内燃发电增程器发电功率动态控制存在的控制精度不高、响应滞后和反向超调等问题,提出并设计了一种结合功率/转速双闭环的增程器发电功率动态控制策略。该策略基于高效运行曲线进行发电功率的转矩/转速解耦,同时考虑了基于实际发电功率反馈的内燃机目标发电转矩修正、发电转矩转速动态协调修正。变工况发电试验结果表明,增程器发电过程中的发电功率最大正向超调为1.37 kW,最大反向超调为1.89 kW,稳态误差均小于0.01 kW,功率上升响应时间约为2.5 s,功率下降响应时间约为2.8 s,且工作点均在高效运行曲线附近。该增程器发电功率动态控制策略能够减少瞬态发电功率的响应滞后和反向超调的问题,在工程实践中具备可行性。

大功率燃料电池建模与电压一致性分析

随着燃料电池堆朝着大功率发展,其工作时单体间的不一致性更加明显,长时间处于恶劣工作条件的单体寿命会明显短于其他单体,并导致电池堆的寿命大幅缩减。为探究不同运行参数对大功率燃料电池单体工作性能一致性的影响规律,首先,建立了包括流体网络模型、燃料电池电压模型和燃料电池热阻模型三个部分的110 kW大功率燃料电池模型。其次,开展燃料电池稳态试验,对所建立的燃料电池模型进行试验验证,仿真与试验结果误差在5%以内。最后,基于模型仿真,以电压最大偏差率为评价指标,分别探究工作电流、冷却水流量和冷却水进口温度三个运行参数对燃料电池电压一致性的影响规律。仿真结果表明,工作电流对燃料电池单体电压一致性的影响程度更大,其次是冷却水进口温度,最后是冷却水流量。本研究有助于大功率燃料电池发动机的结构优化设计以及为热管理控制策略开发提供指导。

溶液温度波动对动态再生过程的性能影响

为了明晰溶液再生温度波动对溶液再生性能的影响规律,建立再生器的动态仿真模型.搭建溶液再生系统实验台,设计开展溶液再生过程的动态实验,验证动态模型的准确性.通过仿真模拟分析溶液再生温度的平均温度、波动周期与幅值对再生溶液质量分数极差和平均再生量的影响规律.结果表明,溶液平均温度对平均再生量的影响最为明显,溶液温度波动幅值对再生溶液质量分数极差的影响最大.当溶液温度波动周期为0.5 h时,平均再生量随波动幅值的增大而增大;当波动周期为2.0 h时,平均再生量主要受溶液平均温度的影响.再生溶液质量分数极差在温度波动幅值小时随波动周期的增大而增大,在幅值大时随周期的增大而减小.

氢燃料电池单体性能一致性评价方法与分析

为能够更全面的评价燃料电池单体性能一致性和延长燃料电池堆的使用寿命,采用主成分分析法来探究阳极气体流量、阴极气体流量、冷却水流量、电压、温度和效率因素间的耦合关系,且基于分析结果,提出了一种改进的单体性能评价指标,并与燃料电池稳态试验结果进行对比分析,验证了该评价指标的有效性。最后在该评价指标下,分析了不同电池数量、气体歧管直径和冷却水歧管直径对燃料电池单体性能的影响。分析结果表明,减少单体数量、增大气体歧管直径和冷却歧管直径能够提高单体性能的一致性,其中气体歧管主要影响电压一致性,冷却水歧管主要影响温度一致性。

不同换热环境对电池性能影响的试验研究

针对电池在恒温箱实验条件和实际应用情况差异的问题,搭建了典型换热环境下的电池实验装置,测试电池充放电过程中老化数据,探究不同换热环境下的电池性能变化规律。结果表明:恒温箱方案下,在30℃以下时电池放电倍率越高放电容量越大,30℃以上时则反之;而液体浸没式方案下,电池始终为放电倍率越大放电容量越小。在不同充电倍率下,电池的充电电流均是低温环境先于高温环境,恒温箱方案先于液体浸没式方案;此外液体浸没式方案下电池的循环老化衰减速率整体高于恒温箱方案下的表达速率。两种不同换热环境下,电池性能测试结果可以为电池热管理系统的设计提供参考。

镍钴铝锂离子电池在不同SOC区间的老化

为了探明SOC循环区间对电池老化的影响,采用镍钴铝锂离子电池为研究对象,通过循环老化与性能测试实验探究电池在不同的单SOC循环区间上的容量衰退与内阻增长的规律,采用差分电压法分析电池的老化机理.结合贝叶斯优化和长短期记忆网络,建立电池老化预测模型.根据电池在不同的变SOC循环区间工况上的实验结果,分析前、后2个SOC区间的变化方式以及SOC区间的循环顺序对电池容量衰退规律的影响.结果表明,在SOC循环区间不变时,区间的宽度越大电池的老化速度越快,可循环锂离子损失是导致电池老化的主要原因,所建立的容量衰退预测模型具有较高的精度.在SOC循环区间发生改变后电池的老化规律在短期内会发生明显的变化,当电池按照不同的SOC循环区间顺序老化时,即使在2个区间上经历相同的循环次数,电池的老化程度也不同.