纯电动汽车锂离子电池的热分析及散热结构设计
电子电路PCB的散热分析与设计
电子电路PCB的散热分析与设计随着科技的不断发展，电子设备已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
然而，在电子设备运行过程中，由于电路板上的元器件会产生大量的热能，如果散热不良，会导致设备性能下降、可靠性降低甚至出现安全问题。
因此，针对电子电路PCB的散热分析与设计至关重要。
本文将结合实际案例，对电子电路PCB的散热问题进行分析和讨论。
电路板的热阻：热阻是表示热量传递难易程度的物理量，值越小表示热量传递越容易。
电路板的热阻主要包括元器件的热阻和电路板本身的热阻，其中元器件的热阻受到其功耗、结点温度等因素的影响。
自然对流：自然对流是指空气在温度差的作用下产生的流动现象。
在电子设备中，自然对流可将热量从电路板表面传递到周围环境中，从而降低电路板温度。
然而，自然对流的散热效果受到空气流动速度、环境温度等因素的影响。
强迫通风：强迫通风是通过风扇等装置强制空气流动，以增强电子设备的散热能力。
强迫通风的散热效果主要取决于风扇的功率、风量等因素。
选择合适的导热材料：导热材料具有将热量从高温区域传导到低温区域的能力，常用的导热材料包括金属、陶瓷、石墨烯等。
在电路板设计中，应根据元器件的功耗和结点温度等因素，选择合适的导热材料。
提高电路板表面的散热能力：提高电路板表面的散热能力可以有效降低电路板的温度。
常用的方法包括增加电路板表面积、加装散热片、使用热管等。
合理安排元器件的布局：元器件的布局对电路板的散热效果有着重要影响。
在布局时，应尽量将高功耗元器件放置在电路板的边缘或中心位置，以方便热量迅速散出。
同时，应避免将高功耗元器件过于集中，以防止局部温度过高。
增强自然对流：自然对流是电路板散热的重要途径之一。
在电路板设计中，应尽量减少对自然对流的阻碍，如避免使用过高的结构、保持电路板表面的平整度等。
可在电路板下方或周围增加通风口或风扇等装置，以增强自然对流的散热效果。
采用强迫通风：强迫通风可以显著提高电子设备的散热能力。
纯电动汽车磷酸铁锂电池的热特性参数辨识和热仿真分析
汽车专栏Automobile纯电动汽车磷酸铁锂电池的热特性参数辨识和热仿真分析刘杨，赵中阁(中国航空综合技术研究所，北京100028)摘要：磷酸锂铁作为新型的高能化学电源，常被用作纯电动汽车电池。
因此，需要对磷酸锂特电池的热性能进行研究。
本文以某型号磷酸锂铁电池单体为研究对象。
研究磷酸锂铁电池的生热和传热机制。
建立电池的电化学一热耦合模型，并对电池的热物性参数进行计算，对电池的生热速率模型进行选取。
应用计算得到的电池热物性参数，对磷酸锂铁电池单体进行CFD模型建立。
应用非接触式热测量方式对CFD模型进行模型校核。
运用FloTHERM热分析软件对磷酸锂铁电池组在不同散热条件下的温度场进行仿真，为电池组的设计和优化提供参考和指导。
关键词：磷酸铁锂电池；热特性；CFD仿真；热测试中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1004-7204(2020)05-0013-07Thermal Characteristic Analysis and Simulation of Lithium Iron PhosphateBatteryLIU Yang,ZHAO Zhong-ge(China Aero-polytechnology Establishment,Beijing100028)Abstract:As a new type of high-energy chemical power supply,lithium iron phosphate ba/tteries are often used as power source of pure electrie vehicles.Therefore,it is necessary to study the thermal performance of lithium iron phosphate batteries.A certain type of lithium iron phosphate battery cell is taken as research object in this paper to study the heat generation and transfer mechanism of lithium iron phosphate batteries.The thermo-physical parameters of the cell are calculated and the heat generation model is selected.Besides,the CFD(Computa/tional Fluid Dynamics)model of the lithium iron phosphate battery cell is established out of the thermophysical parameters.FloTHERM is used to Simulate the temperature profile of the cell under different working conditions.The temperature is also tested by non-contact temperature measurement.It provides reference and guidance for battery pack design and optimization.Key words:lithium iron phosphate ba/ttery;thermal characteristics;CFD Simulation;thermal test引言温度影响着磷酸铁锂电池的性能、安全性和寿命。
纯电动汽车锂离子电池热效应的建模及仿真
纯电动汽车锂离子电池热效应的建模及仿真侯永涛;赛羊羊;孟令斐;石杰【摘要】电池热模型可用来研究电池内部的温度分布和热传递,从而进一步提高电池的安全性能.通过实验测得不同温度和荷电状态(soc)下电动车用锂离子电池内阻的变化情况,拟合得到电池内阻和SOC的关系表达式.通过Fluent软件建立了锂离子电池的单体温度场模型并进行仿真.仿真结果表明电池壳体对电芯的散热作用明显,在建模时不能忽略;电池正负极耳对电池整体的温度影响不大,在进行电池组建模时为了加快运算,可以忽略电池极耳.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)006【总页数】4页(P1185-1188)【关键词】锂离子电池;热模型;内阻;Fluent;仿真【作者】侯永涛;赛羊羊;孟令斐;石杰【作者单位】江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TM912随着纯电动汽车的推广应用，锂离子电池的安全性受到越来越多的关注。
锂电池的安全问题主要是由电池的滥用和热失控引起的，锂离子电池的热模型研究也因此成为该领域的研究热点之一。
通过建立热模型，可以预测电池内部温度的分布以及热传递过程，从而进一步精确分析热失控现象，为提高电池的安全性能提供保障。
锂离子电池热模型主要通过基本传热方程和能量平衡描述电池内部的热效应；或将热量方程引入到电化学模型中，形成电化学-热耦合模型，Chen和Evans先后建立了二维和三维的热传导模型[1]，提出了一个描述电池整体生成热的方程，用以计算电池内部的温度分布。
随后，Pals等模拟了单电池和电池组内部的热量传导行为[2]，建立了锂离子电池包含热效应和能量平衡的通用模型。
电化学-热耦合模型从电化学反应生热的角度描述电池热模型，可用于仿真电池在正常工作状态下的温度情况。
锂离子电池中的热重差热分析方法(TG-DSC)参数选择和曲线分析
锂离子电池中的热重差热分析方法（TG-DSC)的参数选择和曲线分析一．测试原理在锂离子电池研究分析中，热重差热分析方法（TG-DSC)一般用来研究锂离子正负极材料的合成分析研究中，用来指导改善合成条件。
热重差热分析方法（TG-DSC)其实是2种分析方法，是热重分析和差热分析，为了测试方便，通常把这2种方法合成在一起通过热重差热仪，测试一个样品可以得到2种曲线。
热重分析原理：在程序控温下,测量物质与温度的关系的技术(包括在恒温下,测量物质的质量与时间的关系)差热分析原理：差热分析的基本原理是将被测物质与参比物质放在同一条件的测温热电偶上,在程序温度控制下,测量物质与参比物之间温度差与温度变化的一种技术。
其实际就是通过测量材料状态改变时产生的热力学性能变化，来判断材料物理或化学变化过程。
通过重量和热量的变化可以推测材料在升温过程中，材料发生的变化。
二．电池材料测试过程中的差热热重分析数据的受哪些因素的影响呢？（1）样品与称量皿选择选择好样品后，选择称量皿时必须考虑样品在选定的温度范围内不发生化学反应。
否则肯定会影响测定结果。
（2）升温速率的选择升温速率的影响：升温速率太快，TGA曲线会向高温移动；速度太慢，实验效率降低。
比如锂离子磷酸铁锂正极材料的温升速度一般选择为5°/min-10°/min之间。
（3）材料粒度样品的粒度大，材料内部的气体就不容易挥发出来，这样会影响曲线的变化，太细，就容易导致差热曲线往低温方向移动。
锂离子电池的测试中，比如正极材料，一般为纳米或者微米级别。
（4）样品的用量样品的用量也会影响测试数据，试样量小， 测试设备的灵敏度会下降。
试样量大的优点是可以观察到细小的转变，可以得到较精确的定量结果。
在正极材料的测试中，一般测试的样品要求在5～30 mg之间变动。
（5）气氛的影响（氧化/还原、 惰性， 热导性， 静态/动态）一般锂离子电池材料测试中，采用惰性气体进行保护测试。
锂离子电池温升特性分析及液冷结构分析
近年来,我国在电动汽车的制造过程中把动力电池作为电动汽车得以发展的核心问题,尤其以锂离子电池高比能量、高电压、高功率能够使得电动汽车在工作的过程中具有良好的动力和耐久性。
但如今的锂离子电池由于开发得程度不足存在着些许问题,例如,在高温或者低温的环境下会使电池包性能降低。
并且一旦汽车在这种环境下进行驾驶的过程中,可能导致电池包内大量热量聚集在电池包内部,影响电池包的总体性能。
因而科研人员不得不研究电动汽车在不同条件下电池包的温升状态,并寻求在其行驶过程中所产生的散热性不佳的问题的解决方法。
因此我们实际调研,对电池包温度场的测控和数据采样,本文在研究过程中首先采集实车电流进行拟合仿真电池包的温升状态后进行数据采样分析并探究液冷结构下汽车的温升程度。
1锂离子电池温升特性1.1电池温升过程中影响因素随着科研投入的增加,人们逐渐把汽车制造转移到电动汽车研发上来,那么电池就是极其重要的问题,因此,在探究锂离子电池的温升过程中影响它温升的因素。
首先,应了解电池的组成,例如,锂离子电池,它的正极材料是由镍、钴、锰等化合构成,整个电池制造中又有电解液、薄膜、铝箔、铜箔等的加入,最终形成锂离子电池[1]。
而依据材料中的金属来看,其所采用的金属其本身导热性就比较强,因而这也是其电池在工作中容易达到很高温升的影响因素之一。
其次,应探求电池本身的热物性,说到热物性,就不得不对电池进行热物性参数进行计算。
电池热物性参数包括:比热容、导热系数以及密度。
比热容采用质量加权方法进行计算,密度可用质量和体积求出,导热系数采用计算电路等效电阻的方法计算电池三个方向导热系数。
最终可以从分析得到电池本身具有的热物性是影响其温升的重要因素。
最后,就谈到得影响电池温升的因素就是电池内阻。
电池内阻因为受温度的影响比较大,尤其是在低温度小于零摄氏度的低温的环境下,其内阻快速增加。
当在实际温度大于零摄氏度的环境,电池内阻变化较小[2]。
1.2对锂离子电池进行建模分析在对锂离子电池的研究不应该局限于理论上的研究,对于这种温升过程应该通过大量的实践进行对其特性的验证。
电动汽车锂离子电池组散热优化设计
ｓ ｍｅ ｈ ａ ｓｉ ａ ｉｎ ｓｒ ｃ ｕ ｅ，ｂ ｏ ｎｇ ｍａ ｅ ｅｔ ｒｃ ｏ ｉ ｇ ｅｆ ｃ ｈ ｎ ｓ ｃｉ ｎ；ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｆｌｃ ｌ ａ ｅ ｔｄｉｓｐ ｔｏ ｔｕ ｔ ｒ ｌｗｉ ｋ ｓｂ ｔ ｏ ｌｎ ｆｅ ｔｔ ａ ｕ ｔｏ ｅ ｎ ｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ａ ｏ
进风 口流速超 过 某一 范 围 （ ０ｍ ｓ 时 ， 热效 果递 增 不 明显 ； 于相 同的散 热结 构 ， 风 冷却 效果 ３ ／ ） 散 对 鼓
明显优 于抽 风 冷却 效果 ； 通过 电池组局 部倒 角等局部 微 小结 构 可 以实现 温 度场优 化 ． 关键 词 ：电动 汽 车 ； 离子 电池组 ；温度 场 ；散 热 ；Ｆ Ｕ Ｎ 锂 ＬＥＴ 中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ．２ ４ ３ ４； Ｂ １ ． ４ ９ ７ ；Ｕ ７ ． Ｔ １５ ２ 文 献标 志码 ： Ａ
收 稿 日期 ： ０ １０ —８ 修 回 日期 ： ０ １０ －７ ２ １—２ ２ ２ ｌ —５２
基 金 项 目 ：国 家重 点 基 础研 究发 展 计 划 （ 九 七 三 ” 划 ） ２ １ Ｃ ７ １０ ） “ 计 （０ １ Ｂ １２３
作 者 简 介 ：杨 志 刚 （ ９ ｌ ） 男 ， 宁鞍 山 人 ， １６ 一 ， 辽 教授 ， 导 ， 士 ， 究 方 向 为 车 辆 工程 及 空 气 动 力 学 ， Ｅｍａ ）ｈｇｎｙｎ ＠ ｔ ｇｉｅｕ ｃ 博 博 研 （ — ｉ ｚｉａｇａｇ ｏ ｊ ｄ ．ｎ ｌ ｎ ．
间很 有 限 ， 时车 用锂 离 子 动力 电池 在 充 放 电过 程 同 中会 伴随很 大 的热 流 量 ， 如果 不 及 时散热 ， 容易 引 很 起 电池 内的热 量 累积 ， 响 电池 的性 能 和安 全． 果 影 如 散 热 不均 匀 ， 会 造成 电池 组 内温差 很大 ． 更 电池组 温
电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究
电动汽车用锂离子电池热管理系统的研究摘要：电动汽车改变了传统汽车的供应体系，其核心技术包括3种：电机、电池和电控系统，而电池性能和成本直接决定新能源车的使用经济性。
作为电动汽车核心部件之一的动力电池，随电动汽车行业的崛起迅速发展起来。
近年来，在政策、市场等的多项驱动下，电动汽车动力电池产业发展提速，特别是2020年疫情过后，动力电池产业呈现出诸多全新特点。
本文就其锂离子电池热管理系统展开了探究。
关键词：电动汽车；锂离子电池；热管理系统1电动汽车用锂离子电池发展现状1.1安全性依然是动力电池领域布局重点电池安全问题一直备受关注，2020年国内就有多企业布局“永不起火”的电池，如比亚迪刀片电池、宁德时代811、孚能科技“永不起火”电池、欣旺达“只冒烟、不起火”动力电池解决方案、蜂巢能源果冻电池等，2021年上半年广汽、东风等企业同样加速布局。
广汽埃安“弹匣电池”：弹匣电池技术是一个从电芯本征安全提升、整包被动安全强化、再到主动安全防控的一整套安全技术。
搭载“弹匣电池”技术的三元锂电池系统，针刺后只有被刺电芯模块热失控而不会蔓延至其它电芯模块，从而实现三元锂电池系统针刺不起火的高安全水平。
东风岚图“琥珀电池”：电芯三维隔热墙设计、电池安全监测和预警模型、电池PACK设计，在电池包热失控触发并发出热事件报警信号后，做到了“三不”现象（不起火、不冒烟、不爆炸）。
“琥珀电池”已经进入了量产阶段，并且将于今年第3季度上市交付。
1.2新型电池技术路线多有布局，短期内难取代锂离子电池1.2.1全气候电池为了解决电动汽车冬季续驶里程的问题，全气候电池进入大众视野。
全气候电池采用电池自加热技术，能快速提升电池温度。
基于自加热技术的电池系统可在30s内使电池温度从-20℃上升到0℃以上。
而传统的外部加热技术可能需要长达30min，并且能耗高、效率低。
然而，当前全气候电池仍处于试验阶段，对于未来是否能在乘用车领域大规模普及仍未可知。
基于ANSYS的18650锂离子电池单体稳态热分析
15483 个，该尺寸网格可以保证其结果的收敛性[7]。18650 锂 离子电池网格划分如图 2 所示。
图 2 18650 锂离子电池单体网格划分
3、计算结果及分析
图 1 简化 18650 锂离子电池单体模型 2.2 材料参数
选择磷酸铁锂电池作为分析对象，根据电池单体分配材 料属性，设置电池各个材料的比热容和热传导系数。材料参 数[4]如表 1 所示。
18650 lithium ion battery based on ANSYS Steady state thermal analysis
Yu Xiaoqing, Chen Guoxi, Zou Jialin, Chen Dongyun, Wang Xuanyi ( Institute of advanced manufacturing engineering of chongqing university of posts and
引言
1、仿真计算理论依据
锂离子电池因其大容量、高电压、良好的安全性能及循 环性能等优越性能广泛应用于电动汽车行业[1]，但其在使用 过程中过度放热会引起电池内部温度异常升高，缩短电池的 使用寿命，因此需要对电池温度场分析研究[2]。本文利用 ANSYS 软件，建立 18650 锂离子电池单体模型，进行热分 析研究，对 18650 锂离子电池在使用过程中的温度场分布进 行模拟,得到热分析结果。在实际工程中，该分析结果为锂离 子电池温度场的分布测定和优化设计提供了一定的理论依 据。
telecommunications, Chongqing 400065 )
Abstract: Lithium-ion batteries superior performance is widely used in electric cars, but in use process will be a large number of fever, pose a safety hazard. For 18650 lithium battery monomer three-dimensional model is established, using the finite element analysis software ANSYS to simulate its specific operating mode, 18650 lithium-ion battery monomer the temperature field of hot condition. Keywords: 18650 lithium batteries; ANSYS; The steady state thermal analysis; The temperature field CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-18-02
动力电池的热管理技术研究及优化策略
动力电池的热管理技术研究及优化策略动力电池是电动汽车中最重要的组成部分，其性能和寿命直接影响着电动汽车的续航里程和使用寿命。
然而，电池在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地管理和控制电池的温度，将会导致电池性能的下降和寿命的缩短。
因此，动力电池的热管理技术研究及优化策略成为了电动汽车领域一个热门的研究方向。
一、动力电池的热管理技术研究1. 散热系统设计为了有效地冷却动力电池，需要设计一套高效的散热系统。
这个系统通常由散热风扇、散热片和散热管等组件组成。
散热风扇可用于强制空气对电池进行冷却，散热片和散热管则可以提高热量的传导效率。
在设计散热系统时，需要考虑到电池的尺寸和布局，以及散热系统的功耗和噪音等因素。
2. 相变材料的应用相变材料是一种可以在相变温度范围内吸收和释放大量热量的材料。
通过将相变材料应用到动力电池中，可以提高电池的热管理效果。
当电池内部温度升高时，相变材料会吸收热量并转化为相变状态，从而起到降温的作用；而在电池温度降低时，相变材料则会释放热量，起到保温的效果。
3. 液流冷却技术液流冷却技术是一种传统的热管理方法，通过在电池周围布置冷却液管路，将冷却液循环流动，从而实现对电池的冷却。
这种方法可以有效地降低电池的温度，提高电池的寿命和性能。
然而，液流冷却技术在实际应用中存在一定的安全隐患，并且会增加整车的重量和复杂性。
二、动力电池热管理优化策略1. 温度传感与监控系统为了实现动力电池的热管理优化，需要建立一个完善的温度传感与监控系统。
通过在电池模组或单体上安装温度传感器，可以实时监测电池的温度变化，并根据实际情况进行冷却或加热操作。
同时，监控系统还可以根据温度数据进行分析和预测，以优化热管理策略。
2. 智能控制算法采用智能控制算法可以提高动力电池的热管理效果。
通过对电池的温度、放电速率等参数进行实时监控和分析，智能控制算法可以优化冷却和加热过程，使得电池始终处于最佳工作温度范围内，从而提高电池的寿命和性能。
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化
某纯电动汽车电池箱结构设计分析及优化一、本文概述本文主要探讨了纯电动汽车电池箱的结构设计分析及优化。
随着环保意识的提高和新能源汽车的发展，电动汽车已成为现代社会的重要组成部分。
电池箱作为电动汽车的关键部件之一，用于存放电池单元并提供电力给汽车的电动驱动系统，其结构优化设计对电动汽车的性能和安全性至关重要。
本文将对电动汽车电池箱的结构进行分析，并针对现有结构存在的问题，提出相应的优化设计方案，以期提高电池箱的性能和可靠性。
通过本文的研究，旨在为纯电动汽车电池箱的设计提供参考和指导，推动电动汽车行业的进一步发展。
二、电池箱结构设计理论基础电池箱是纯电动汽车的核心组件之一，其主要功能是安全、高效地储存和供应电能。
在进行电池箱的结构设计时，需要综合考虑电气性能、机械强度、热管理、安全性和成本效益等多方面因素。
本节将重点讨论电池箱结构设计的基本理论和关键参数。
（1）安全性：确保电池在正常使用和极端条件下都能保持安全，防止电池过热、短路和泄漏。
（2）电气性能：优化电池箱的布局，减少电池间的电阻，提高电池组的整体性能。
（3）机械强度：电池箱需要有足够的强度和刚度，以承受车辆运行中的各种振动和冲击。
（4）热管理：合理设计电池箱的散热系统，确保电池在适宜的温度范围内工作，延长电池寿命。
（2）单体电池箱：将单个电池封装在一个独立的箱体内，适用于小型电动汽车。
（3）整体式电池箱：将所有电池集成在一个大型的箱体内，适用于大型电动汽车。
（2）电池箱材料：选择具有良好机械性能、耐腐蚀性和散热性能的材料。
（3）电池箱布局：合理布置电池，减少电池间的电阻，提高电池组的性能。
（4）电池箱连接方式：选择合适的连接方式，确保电池间的电气连接可靠。
电池在充放电过程中会产生热量，如果不能及时散发，会影响电池的性能和寿命。
电池箱的热管理至关重要。
常见的热管理方式包括：（1）自然散热：通过电池箱的材料和结构设计，利用自然对流和辐射散热。
本节对电池箱结构设计的基本理论和关键参数进行了分析，为后续的电池箱结构优化提供了理论基础。
纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究
纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究一、本文概述随着全球对环境保护意识的日益增强，以及传统燃油汽车带来的日益严重的能源和环境问题，纯电动汽车作为一种环保、节能的新型交通工具，受到了越来越多的关注。
作为纯电动汽车的核心部件，电池的性能直接影响到车辆的续航里程、安全性、成本等多个方面。
因此，对纯电动汽车磷酸铁锂电池性能的研究，对于推动纯电动汽车的发展，具有重要的理论和实践意义。
本文旨在深入研究纯电动汽车磷酸铁锂电池的性能特点，包括其能量密度、充放电性能、循环寿命、安全性等方面。
通过对磷酸铁锂电池的基本原理、结构特点、性能影响因素等方面进行系统的分析和研究，为纯电动汽车的设计和制造提供理论支持和实践指导。
本文还将对磷酸铁锂电池的未来发展趋势进行展望，以期为推动纯电动汽车产业的可持续发展提供参考。
二、磷酸铁锂电池的基本原理与结构磷酸铁锂电池作为一种常见的二次电池，广泛应用于纯电动汽车中，具有安全性高、成本低、循环寿命长等优点。
了解其基本原理与结构对于深入研究其性能至关重要。
磷酸铁锂电池的基本原理基于锂离子在正负极材料之间的嵌入与脱出。
在充电过程中，正极材料中的锂离子通过电解质迁移到负极材料中，同时电子通过外电路从正极流向负极，实现电能的储存。
放电时，锂离子从负极材料返回正极，电子则通过外电路从负极流向正极，释放电能。
这种能量转换过程具有高效率和快速响应的特点。
磷酸铁锂电池的结构主要由正极、负极、电解质和隔膜等部分组成。
正极材料通常采用磷酸铁锂（LiFePO4），它是一种橄榄石型结构，具有良好的结构稳定性和电化学性能。
负极材料则多为石墨，其表面结构能够容纳锂离子的嵌入与脱出。
电解质在电池中起到传递锂离子的作用，常见的电解质有液态电解质和固态电解质两种。
隔膜则位于正负极之间，防止了电池内部短路的发生。
磷酸铁锂电池的性能与其结构密切相关。
正极材料的晶体结构决定了电池的电压和能量密度，而负极材料的性能则影响了电池的容量和循环寿命。
大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能
大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能张云云;白洁;张国庆【摘要】为保证锂离子动力电池安全、可靠和高效的运行，实验研究了其在大倍率放电时的热性能。
实验中，对于一款商业电动车用3.2 V、50 Ah锂离子电池，用充放电测试仪和温湿度巡检仪，控制放电倍率为1C~3C（50~150 A）。
结果表明：电池放电倍率越大，电池两端工作电压平台越低，电池放电量越小，电池表面的温升率越大。
当放电倍率达到3C (150A)时，电池表面温度超出其安全工作温度，因而，锂离子动力电池在大倍率放电时，需要为其增加散热设备。
拟合了一组用于计算不同放电倍率下电池的瞬时产热量的经验公式。
这些公式可用于锂离子动力电池的辅助散热设备的设计和选择。
%The electrical and thermal performances of power lithium-ion batteries used in electric vehicles were experimentaly investigated to guarantee the power lithium ion battery operate safely, reliably and efifciently. A charge and discharge tester and a temperature / humidity recorder were used to control the various rate of discharge at the arrange of 1C~3C (50~150 A) for a kind of 3.2 V/50 Ah lithium-ion power batteries commercial applied. The test results show that the operator voltage platform between battery two ends is going to lower with the output energy decreasing and the battery surface temperatures increasing when the discharged rate increases. The temperature at the lithium-ion battery surface exceeds the temperature limit for battery safely operating when the battery discharged rate up to 3C rate (or 150 A). Therefore, being equipped with cooling device is necessary for battery to ensure battery operate safely and efifciently. A group of empiricalformulae was iftted for the battery transient heat production battery at various battery discharge rate. The formulas can be used to design and select auxiliary cooling devices for power lithium-ion batteries.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P97-101)【关键词】电动汽车;动力锂离子电池;热性能;倍率性能;瞬时产热量;辅助散热设备【作者】张云云;白洁;张国庆【作者单位】广东理工职业学院机械与自动化工程系，广州510009，中国;广东理工职业学院机械与自动化工程系，广州510009，中国;广东工业大学材料与能源学院，广州 510006，中国【正文语种】中文【中图分类】U469.72能源危机和环境污染是21世纪人类所面临的最严峻问题之一。
锂离子电池热管理系统的优化设计
锂离子电池热管理系统的优化设计引言：随着电动汽车和可穿戴设备的广泛应用，锂离子电池成为当今最重要的能量储存技术之一。
然而，锂离子电池的高能量密度也带来了一系列热量管理问题。
过高的温度会导致锂离子电池的寿命缩短甚至引发火灾。
因此，锂离子电池热管理系统的优化设计成为一项迫切的课题。
一、热管理系统的重要性锂离子电池的热管理是确保电池安全和性能稳定的关键。
在锂离子电池充放电过程中，电池会产生大量的热量，如果不能及时散热，温度将升高，损害电池的循环寿命，甚至引发热失控。
因此，优化设计热管理系统对于提高电池安全稳定性至关重要。
二、热管理系统的优化途径1. 散热材料的选择与应用散热材料是热管理系统中的重要组成部分，其主要作用是提高热传导效率。
目前常用的散热材料有铜、铝、复合材料等。
选择散热材料时，需要考虑其导热系数、导热性能稳定性以及成本等因素。
2. 热散封闭结构的设计除了散热材料，热散封闭结构的设计也是热管理系统优化的关键。
通过合理设计热散封闭结构，可以在一定程度上提高热传导效率，减少热量的损失。
同时，合理设计的热散封闭结构还可以保护电池免受外界环境的影响。
3. 温度传感器的应用温度传感器在热管理系统中起到了监测和控制温度的关键作用。
通过将温度传感器与热管理系统相结合，可以实时监测电池的温度变化，并根据监测到的温度数据进行相应的控制，以达到提高电池寿命和安全性的目的。
三、热管理系统的挑战与未来发展方向尽管目前的锂离子电池热管理系统已经取得了一定的成就，但仍面临一些挑战。
首先，电池的热效应对于热管理系统设计的要求越来越高，需要更为精确的热传导模型和控制策略。
其次，热管理系统在实际应用中往往面临空间限制和成本压力等问题，如何在有限的空间内实现高效的热管理也是一个挑战。
未来，随着新型材料和技术的不断发展，锂离子电池热管理系统也将迎来新的机遇。
一方面，新型散热材料和热散封闭结构的应用将进一步提高热传导效率，改善热管理效果。
新能源汽车动力锂电池热管理分析
新能源汽车动力锂电池热管理分析摘要：随着我国经济的发展，越来越多先进的技术应用于汽车工业领域。
新能源汽车作为先进技术的典型代表，已经悄无声息的走进了人们的生活。
现阶段，新能源汽车市场发展迅速，而对于新能源汽车来讲，锂电池热管理系统的正常运行具有重要的意义。
本篇文章，对于新能源汽车动力锂电池热管理系统进行了分析和研究，对动力锂电池热管理系统在运行过程中出现的问题进行了阐述，并且提出了一些合理化的意见和建议，希望对相关人士有所帮助，也希望能够为推动我国汽车行业的发展做出自己的贡献。
关键词：新能源汽车；动力电池；热管理系统；分析研究引言动力锂电池热管理系统是汽车动力电池的重要组成部分，该系统的正常运行对于保证电池寿命以及安全性具有重要的意义，而该系统也是汽车热管理的重要组成部分，该系统的稳定工作维护汽车内部热稳定具有不可替代的作用。
随着电动汽车普及，能不能对于电池热管理系统的要求也越来越高，现如今，已经有越来越多的学者投入到这方面研究中。
但结合实际的情况来看，这些研究仅仅是讨论各种冷却系统，并没有对动力锂电池的管理系统进行全面的分析和讨论，也没有认真研究动力锂电池热管理系统在运行过程中容易出现的一些问题。
针对以上情况，本篇文章，从总体上动力锂电池热管理系统进行了研究。
1新能源汽车动力锂电池的研究现状结合新能源汽车的实际特点来看，在新能源汽车运行的过程中遇到的情况相对复杂，而人们要求新能源汽车具有一定的动力性以及经济性。
为了能够让新能源汽车满足消费者的基本需求，相关企业在对动力锂电池进行设计过程中重点关注动力锂电池的循环层次数以及在各种状态下的运行情况。
[1]根据相关研究人员的研究成果来看，目前研究较多的动力锂电池包括锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等，与其他几种供应电池相比，锂离子电池具有明显优势，在运行的过程中以离子电池具有更高的单体额定电压，并且消耗的电量较少。
因此，电动汽车装载锂电池能够拥有更高的续航里程，而而锂离子电池也具有较高循环使用次数，能够为汽车企业节约经济成本，也能够提升企业的整体水平。
电动汽车锂电池组温度场研究及其结构优化
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ：ｅｅ ｔ ｉ ｅ ｃｅ；ｌ ｈ ｕ －ｏ ｔｅ ｙ；ｎａ ｕ ａ ｏ ｌｎｇ；ｔ ｍｐｅ ａ ｕｒ ｅｄ；ＦＬＵＥＮＴ ｙ ｒ ｌｃ ｒ ｃ ｖ ｈｉｌ ｉ ｉ ｍ ｉ ｎ ｂａ ｔ ｒ ｔ ｔ ｒ ｌｃ ｏ ｉ ｅ ｒ ｔ ｅｆ ｌ ｉ
基础上 ， 提出了锂离 子电池组散热结构 的优化方案并进行 了仿 真分 析 ， 优化后 锂离子 电池组 的散热 良好 ： 电池组 的 最 高温度从 ４ ￣ ６Ｃ降至 ３ ℃ ， ３ 电池之 间的温差在 ６ ℃以内。
关 键词 ： 电动 汽车 ； 离 子电池 ； 锂 自然风 －ｉ ｅ ｓ ｎ ｌ ｅｔ ｉ ｉａ ｏ ｏ ｅ ｉ ｂ ｉ ｒ ｈ ｔｉｍ— ｎｂｔ ｒ ｐ ｃ ｎｅ ｃ ｃ ｔａ ｔ Ａｂ ｊ ｈ ｅｄｍ ｎｉ ａ ｈ ａ ｄｓ ｐｔ ｎｍ ｄ ｌｓ ｕｌｆ ｅｌｈｕ ｉ ａ ｅｙ ａｋｉ ａ ｌ ｔ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔｏ ｔ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅｒ ｉ
键 。 目前 ， 车上 电池 组散 热 一 般 采 用 风 机 抽 吸式 冷
日 百 Ｊ ｌ
却结 构
。这类结 构 的缺点 是 抽风 机 或 吹风 机本
目前 ， 节能环 保汽 车 的开发 ， 已受 到各 国政府 和 各 大汽车 公 司的 高度 重 视 Ｊ其 中 电动汽 车 已成 为 ，
主要 的发 展方 向之一 。 电池 是 电动汽 车 的核 心部 件
ｂ ｔ ｒ ａｋ ｈ ｓａｇ ｏ ｏ ｌ ｇｅｆｃｓ ｈ ｉｈ ｓ ｔｍｐ ｒｔｒ ｆｂ ｔ ｒ ａ ｋｌｗ ｒ ｆ ｍ ６ （ ｔ ３ ａｔ ｙｐ ｃ ａ ｏ ｄ ｃｏｉ ｆ ｔ ：ｔｅｈｇ ｅｔ ｅ ｅａｕ ｅｏ ａｔｙ ｐ ｃ ｏ ｅｓ ｒ ４ ￣ ｏ３ ％ ａ ｄ ｔｅ ｅ ｎ ｅ ｅ ｏ ２ ｎ ｈ
锂离子电池充放电产热分析
锂离子电池充放电产热分析锂离子电池充放电产热分析锂离子电池是目前最常用的可充电电池之一，其在电动汽车、移动设备和可穿戴设备等领域得到了广泛应用。
然而，充放电过程中会产生大量的热量，这可能会影响电池性能和安全性。
下面将通过逐步思考，分析锂离子电池充放电产热的过程。
首先，我们需要了解锂离子电池的基本工作原理。
锂离子电池由正极、负极和电解质组成。
在充电过程中，正极材料（通常为锂钴酸锂）释放出锂离子，这些锂离子通过电解质传输到负极材料（通常为石墨）。
同时，电池的外部电源通过电解质提供电子到正极材料，使其恢复到原始状态。
放电过程则是相反的过程。
其次，我们来分析锂离子电池充电过程中的产热。
在充电过程中，由于正负极材料的化学反应，电池内部会产生一定的电阻，从而导致电流通过电池时产生热量。
此外，放电过程中的电阻也会产生热量。
这些热量主要来源于电池内部的化学反应和电阻。
第三，我们需要了解电池的热管理系统。
为了避免过高的温度对电池性能和安全性的影响，锂离子电池通常配备了热管理系统。
这个系统可以通过散热片、热传导材料和风扇等组件来散热，以控制电池的温度。
最后，我们来分析锂离子电池放电过程中的产热。
在放电过程中，正负极材料之间的离子传输会引起一定的电阻，从而产生热量。
这种热量主要来源于电池内部的化学反应和电阻。
总结起来，锂离子电池在充放电过程中会产生热量，主要是由于电池内部的化学反应和电阻所导致的。
为了控制电池的温度，锂离子电池通常配备了热管理系统来散热。
在实际应用中，我们需要根据电池的工作条件和环境温度来设计和优化热管理系统，以确保电池的性能和安全性。
电动汽车用电池组的热性能
电动汽车用电池组的热性能崔占平;徐云松;吕劲松;王晓磊【摘要】结合电池成组在电动汽车(EV)上的应用,研究锂离子电池特性与温度的关系、电池组的传热及散热方式.以LP2770134为单体电池,由6个11串5并模组、2个7串5并模组和2个8串5并模组构成100 Ah电池组,在不同放电倍率、不同环境温度下对电池组进行热仿真和实测.在同样的放电倍率下,环境温度升高,电池组温升加大;环境温度升高时单体电池的温度差异增大,部分单体电池温度超过了使用温度(环境温度为40℃时,单体最高温度达到51.5℃).%Intergrating the application of the battery group in the electric vehicle(EV),the relation ofLi-ion battery characteristics and temperature,the way of the battery pack heating and cooling methods were discussed.Thermal simulation and actual measurement were utilized,when 100 Ah battery pack (LP2770134,6 modules composited by 11 series with 5 parallels,2 modules compositedby 7 series with 5 parallels and 2 modules composited by 8 series with 5 parallels) was at different discharge rates,different ambient temperatures.Along with the ambient temperature increasing,the temperature of the battery pack was risen at the same discharge rate;when the ambient temperature increased,the cells temperature difference increased and some of the cell temperature exceeded operating temperature(when the ambient temperature was d0 ℃,the maximum cell temperature reached 51.5 ℃).【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】3页(P43-45)【关键词】电动汽车(EV);锂离子电池;热性能;热管理【作者】崔占平;徐云松;吕劲松;王晓磊【作者单位】许继柔性输电系统公司,河南许昌461000;许继柔性输电系统公司,河南许昌461000;许继电源有限公司,河南许昌461000;许继电源有限公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂离子电池在电动汽车(EV)领域得到广泛应用。
锂离子电池正极材料的热力学性质分析
锂离子电池正极材料的热力学性质分析锂离子电池是近年来广泛使用的一种可充电电池，其广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
其中，正极材料是锂离子电池中的重要组成部分。
正极材料的性能直接影响着锂离子电池的容量、循环寿命等性能指标。
因此，对正极材料的热力学性质的研究和分析具有重要的意义。
正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂等。
这些材料的热力学性质包括热容、热导率、热膨胀等诸多方面。
首先是钴酸锂。
钴酸锂具有较大的热容和热导率，这是因为其分子结构具有较大的自由度，能够参与更多的热运动。
热容的大小与温度有关，一般在25℃左右时为81.39 J/(mol·K)。
热导率的大小对电池的散热性有直接影响，因此钴酸锂材料的导热系数一般应该在1.5~5.0 W/(m·K)之间。
其次是三元材料。
三元材料是一种典型的锂离子电池正极材料，包括锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物等。
三元材料的热容和热导率相对于钴酸锂较小，但是其热膨胀系数较小，具有较好的热稳定性。
热容和热导率的大小也与温度有关，三元材料的热容在25℃时大约为50 J/(mol·K)，热导率在室温下一般应该在0.15~0.3W/(m·K)之间。
最后是锰酸锂。
锰酸锂是价格最低的锂离子电池正极材料之一，其热膨胀系数相对较小，具有较好的热稳定性。
热容和热导率的大小也与温度有关，锰酸锂的热容在25℃时大约为45.5 J/(mol·K)，热导率在室温下一般应该在0.5~3.0 W/(m·K)之间。
总的来说，锂离子电池正极材料的热力学性质对其性能有着重要的影响。
各种正极材料的热容和热导率大小不同，在选择正极材料时需要根据具体应用场合和电池性能要求来进行选择。
对于温度变化较为剧烈的应用场合，应选用相对热稳定性较好的正极材料；对于需要更大的容量的电池，应选用较大热容和较高热导率的正极材料。
此外，在电池的使用和设计过程中也应该考虑正极材料的热膨胀性质，以避免电池的变形和损坏。
高功率锂离子电池热效应和结构优化
高功率锂离子电池热效应和结构优化巴黎明;唐堃;康利斌;潘广宏;何广利【摘要】高功率锂离子电池(放电倍率＞5 C)在电动汽车等领域得到了广泛的应用,但其热失控事故屡有发生.在高电流条件下,不断积累的热量会造成电池温度过高破坏电解质和内部结构,因此加强热管理对于电池效率和安全具有重要意义.从电池内部发热机理角度,基于实验数据建立了一个高功率锂离子电池热效应模型并进行了验证.仿真计算结果显示,锂离子电池温度分布受内部导热途径带来的各向异性和极耳尺寸、位置等结构参数影响较大,良好的参数设置和极耳布置可以在相同条件下降低电池工作温度,改善电池内部温度均匀性.为了获得更好的传热效果,高功率锂离子电池应该考虑更宽的极耳尺寸和对量或周围式极耳等结构形式来帮助提高热传导系数和热扩散系数.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)011【总页数】5页(P1611-1614,1617)【关键词】锂离子电池;高功率;热效应;仿真【作者】巴黎明;唐堃;康利斌;潘广宏;何广利【作者单位】北京低碳清洁能源研究所,北京102211;北京低碳清洁能源研究所,北京102211;北京低碳清洁能源研究所,北京102211;北京低碳清洁能源研究所,北京102211;北京低碳清洁能源研究所,北京102211【正文语种】中文【中图分类】TM912.91 锂离子电池热效应模型的研究现状锂离子电池以其高能量密度、低记忆效应和高功率特性在电动汽车、手机等领域得到了广泛的应用。
由于锂离子电池的结构特点，其在热失控的条件下可能会发生SEI分解、电解液分解和隔膜融化等较为严重的事故[1-2]。
因此，对锂离子电池热效应和热管理的研究一直是其大规模应用中的一个关键问题，实验研究已经积累了大量的经验和数据[3-4]。
锂离子电池的热效应模型一般可以分为两个类型：一种是以锂离子电池内部的物质迁移过程为基础，通过Butler-Volmer方程沟通电流和电解质浓度变化之间的关系，可以称之为机理性模型[5-7]；另一种是以实验数据回归获得的数据为基础，通过构建电流与产热率之间的关系建立的模型，可以称之为经验性模型[8-9]。
锂离子动力电池包热管理系统研究与方案设计
第8期2019年4月No.8April，2019动力电池是全地形纯电动赛车唯一的动力源，工作性能的好坏直接影响整车的使用性能。
目前，全地形纯电动赛车使用最多的是锂离子动力电池，锂离子电池的性能受温度的影响很大。
当温度过高时，电池组的极化加剧、不可逆物质生成加快等，这些副反应会减少电池的使用寿命；电池组温度过低时，会导致电池组内阻增加、充放电容量减少等，影响电池的使用寿命和车辆的续航里程[1]。
因此，通过研究锂离子动力电池的生热机理，优化动力电池包的结构，并设计高效的热管理系统是非常必要。
1 锂离子电池生热机理锂电池在进行充放电时，电子和锂离子动作过程中产生的热量称为反应热，在可逆反应中，电池在充电和放电条件下，上述反应热是相等的，符号是相反[2-3]，记为Q r 。
根据熵增原理，在实际进行充放电时，上述情况是不可能发生的，所以还会有极化反应产生的极化反应热Q p ，过充过放引起的副反应，电解质分解及自放电生成的热量，记为Q s 。
电池内阻在充放电过程中产生的焦耳热Q j 。
在实际的充放电过程中将其生成的热量记为Q t ，则可有如下关系式：Q t =Q r +Q p +Q s +Q j （1）在实际充放电过程，由于电池管理系统作用，会防止电池出现过充、过放的现象，Q s 中的自放电因素热量生成量微乎其微，故Q s 可以忽略不计，另外可以利用等效极化内阻产生的热量代替极化热[4]，所以，电池充放电反应的生热量可以做进一步简化：Q t =Q r +I 2R（2） 式（2）中：R =Rz + Rp ，Rz 是电池本身的欧姆内阻。
电池内阻R 在充放电过程是不断变化的，这是因为电池的温度、电极活性物质及电解液的质量浓度都在不断地变化，放电深度的大小决定了在放电过程中电流密度的大小，电流密度的大小很大程度上决定了极化内阻的大小，所以可以利用放电深度来表达电池内阻[4]。
通过以上研究发现，锂离子电池只有工作在适合的温度范围才能使充放电性能、使用寿命、安全性能等最佳。
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4.在现有电池包的基础上,进行电池包液冷散热结构的设计,并 与未采用液冷散热结构的电池包,在环境温度(25℃)下、以1C放 电倍率持续稳定放电的温升情况进行对比,温升降低了3℃左右, 结果表明:液冷散热结构具有较好的散热效果。本文主要探究了 三元锂离子电池在不同工况下的发热特性,根据分析结果采取相 关的热管理措施并验证其有效性,研究结果对解决电动汽车电池 的安全及寿命等问题具有重要意义,亦将为今后三元锂离子电池 包液冷散热结构的设计提供理论指导。
纯电动汽车锂离子电的热分析及散 热结构设计
新能源汽车的迅速发展对解决“环境”与“资源”这两大难题 有着十分重要的意义,作为纯电动汽车的核心部件-电池,承担着 越来越重要的角色,但电池的发热问题对电池本身的安全性能和 使用寿命影响较大。因此需要对电池的发热行为进行分析并采 取相关的散热措施。
本文的研究工作主要从以下几个方面开展:1.对锂离子电池的结 构、发热行为及发热原理进行理论分析,阐述电池热失控的一般 过程及产生热失控原因,通过试验探究温度对电池性能的影响。 首先对不同温度下电池的充、放电深度进行探究,其次对不同温 度下电池的内阻进行测量,采用密集的环境温度区间,并拟合多 项式,用于热仿真内热源代码的编写,并通过理论计算求得电池 的热物性参数,为后文电池温度场的发热仿真提供数据基础。
2.根据传热学及计算流体力学相关理论知识,建立电池小模组及 电池包的发热、传热数学模型及有限元分析模型,对电池小模组 在不同放电倍率下的发热情况进行仿真分析,并进行试验验证。 在仿真分析与试验研究一致的前提下,根据分析结果进行小模组 液冷散热结构的设计,通过试验验证散热结构的有效性,并对采 用不同冷却介质、不同冷却液温度下的散热效果进一步探究。
3.探究不同车速下电池包内部的发热情况。首先,纯电动汽车以 不同车速在城市工况下匀速行驶,获取瞬时电流数据,通过加权 计算得到加权平均电流,并将其作为温度场仿真的输入条件,其 次将仿真监测与实车采集的温度数据进行对比,验证了模型的准 确性,确定了不同车速下电池包的发热情况并得到结论:纯电动 汽车在不同车速行驶下,电池包内部的发热与车速有关,车速越 高,热量积聚越快,温升越高。