最新温差电池PPT
新能源汽车电池热管理系统 ppt课件
9
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案二(电池位置不动,添加挡板)
24个 电 池 模 块 的 温 度 ( K)
24
长安杰勋
1
长安志翔
13
360
350
12
340
330
第 1-24组 电 池 升 温 情 况 第 9组 电 池
第 18组 电 池
320
恒通客车
310
300 0
100
200
15
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
优化方案一CFD分析结果
第三腔 第二腔 第一腔
5
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
长安杰勋
热管理系统原始方案整车实验验证 原始模型的CFD仿真分析 A样电池包优化方案 B样电池包优化方案
长安志翔
恒通客车
6
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
热管理系统原始方案整车实验验证
长安杰勋
长安志翔
恒通客车
试验在长安公司试验环境 舱中进行,按双方设定循环工 况试验,试验发现电池组温度 分布严重不均衡。
7
2. 重大前期电池热管理研究工作基础
原始模型的CFD仿真分析
长安杰勋
长安志翔 恒通客车
在极限工况发热功率为1750W时 ,最高温度和最低温度温差 约33℃,变工况最大温差为17.2℃,远大于温差在5℃内的要求。
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2. 重大前期电池热管理研究工作基础
A样电池包优化方案一(改变倾斜角度和电池的间距)
急加速急减速工况充放电电流(二)图
90
急加速急减速工况(二)
70
50
30
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温差电材料-120917-PPT精品文档
可达3.5%以上。
三、半导体材料基本原理
半导体已成为家喻户晓的名词,收音机是半导体的、电视机是半导体的、 计算器及计算机也是半导体的。那么哪些是半导体材料?它有哪些特征?
1 半导体材料的特征 半导体材料在自然界及人工合成的材料中是一个大的部类。顾名思义,半导体在其 电的传导性方面,其电导率低于导体,而高于绝缘体。它具有如下的主要特征。 (1)在室温下,它的电导率在103~10-9S/cm之间,S为西门子,电导单位, S=1/r(W. cm) ; 一般金属为107~104S/cm,而绝缘体则<10-10,最低可达10-17。同时,
3.1 导电现象 3.1.1 为什么半导体的导电性不如金属 所有材料的导电率()可用下式表达: nem 其中: (31)
n为载流子浓度,单位为个/cm3;
e 为电子的电荷,单位为C(库仑),e对所有材料都是一样,e=1.6×10-19C 。 m为载流子的迁移率,它是在单位电场强度下载流子的运动速度,单位为cm2/V.s; 电导率的单位为S/cm(S为西门子)。 我们先看看室温下半导体和金属导电的差别原因: (3-1)式中的迁移率的差别:而半导体材料的迁移率一般都高于金属, 例如金属 铜的室温电子迁移率为30 cm2/V.s,而硅为1500(cm2/V.s),锑化铟则为
既然金属中的价电子全部参加导电,因此无法再增加载流子,也无法束缚住载流
子,所以金属的导电率难以在大范围内进行调节,掺入杂质和升温会在一定程度上 能降低迁移率,使电导率降低一些。 而半导体的载流子浓度可通过升温、掺入杂质、幅照予以大幅度地增加,使其电
导率发生显著变化。
为什么金属的价电子会全部解离,半导体的价电子只局部解离,而绝缘体又不解 离?这些将在能带结构等章节中加以说明。
热电材料与温差发电器PPT课件
热电效应
赛贝克效应
密度的差异。
燃气温差发电器已经在世界许多国家的输油、输气管线、通讯网络上获得了应用
热电转化效率的影响因素:
低级热,包括工业废热、垃圾燃烧热、汽车排气管的余热、太阳热、地热、海洋热能的利用;
热电偶测温、半导体制冷、温差发电(太阳能聚焦光电热电同步发电、微燃料燃烧、放射性同位素温差发电、核反应堆温差发电、工
时,两个接头处分别发生了吸放热现象
➢ 起源于载流子在构成回路的两种导体中的势能
差异。当载流子从一种导体通过接头处进入另
一种导体时,需要在接头附近与晶格发生能量
交换,以达到新的平衡,从而产生吸热与放热
现象。
➢ Peltier系数 , 单位 W/A,V
汤姆逊效应——热电第三效应
➢ 由汤姆逊于1856年发现
❖ 数据采集及处理单元:
有12个温度通道和4个电压通道;
温度通道可根据需要更改传感器类型,电压通道里
其中两个的测量范围为 0-10V,另外两个为 0-5V;
检测仪测量精度范围为±0.5‰FS,通过RS232 接
口与计算机连接,计算机采集程序读取有关数据进
行显示和处理。
➢ m RL Ri 的取值
➢ 热电优值
单一热电材料的优值Z:
α 赛贝克系数
2 2
Z
Z值有量纲,单位为K-1.
σ 电导率
热电温差电池基本原理及应用
评价热电材料的质量标准
PN对型热电器件的设计要点
• 不同类型的分支(P,N)的横截面积需要被优化
• 两种类型的分支应该具有可比较性能
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• 器件的输入电流需要被优化
三、热电发电原理
案例-1
• 基于 Bi2Te3 的热电材料,在 300K 的温度下: S = 220 mV/K s = 105 Sm-1 = 1.5 W/mk 功率因子:S2s = 48 mW/cm-K 热电优值:Z = 3.2x10-3 1/K ZT = 1 无量纲ZT值
( S p Sn )2 r ( S p Sn )2 Lp p Ln n p Ap n An A An Lp Ln p
回路热电优值
Z
6
三、热电发电原理
热电优值 Z
Z ( S p Sn )2 r ( S p Sn )2 Lp p Ln n p Ap n An A L A L n p n p
2
Z max
7
( S p Sn )2
p p n n
2
三、热电发电原理
热电温差电池的发电效率
最高效率(阻抗匹配)
不可逆过程 损耗因子
max
mopt
mopt 1 TH TC TH mopt TC TH
Z max S
2
Z 1 max (TH TC ) 2
p p n n
2
最大功率 ( mopt = 1 )
Wmax
8
S 2 (TH TC )2 4r
三、热电发电原理
热电优值 Z
锂电池储能系统热管理PPT
投资更少 液冷机组仅需95%
运维更少 液冷机组仅需80%
研究表明,水冷替代风冷具备比较优势
换热密度大更节能
维持同样散热效果,电池 风冷的风扇消耗功率是液
冷循环泵功率的
占地小,效率高
电池风冷技术的换热效率低 占用空间大且电池温度不均匀
温度更低
环温25℃,电池液冷可维持 电池温度35度以下,而电池 风冷方式会导致电池温度升
03
免维护 特殊设计
循环泵选用高可靠 性屏蔽泵,满足1015年免维护使用
04
自然盘管 节电设计
较低环温使用,极 大降低运行能耗
主循环泵采用屏蔽泵,可达到免维护的效果
屏蔽泵是无泄漏水泵的一种
相比传统的机械泵,取消了动态机械密封, 彻底解决了机封失效引起的泄漏问题
屏蔽泵的电机,轴承和叶轮是一体式,全 密封设计,具有多个特点
到60°,有热失控风险
均温性好
电池风冷导致的电池温度 不均匀程度可达液冷的
温差更小
相同工况,电池风 冷换热的两侧温差 是液冷换热温差的
寿命更长
液冷逐渐成为目前主 流的电池冷却方式
电网运行设计遵循4大理念
01
全工况 运行
满 足 -40°到 45°环 境 条件下的额定制冷 量需求
02
不间断 运行
满足7x24小时 不间 断运行,随时响应 力
单体电池 防护等级
可靠性 单体电池 电芯寿命
风冷机组
温差±5℃以上
开放式电池包 IP20防护等级
大量的风机组件 整体可靠性低
温差大
8-10年左右
液冷机组
温差±3℃以下
封闭式电池包 IP67防护等级
温差能汇报.pptx
上海锐普广告有限公司
年份
1974 1977 1979
1980 1980 1981 1982
研究现状
重要事件
第一届国际OTEC会议在美国举行。 日本佐贺大学在实验室成功发出1kW 电力。 世界上第一个具有净功率输出的OTEC 装置,名为“ MINI-OTEC”的50kW漂 浮式 OTEC电站在美国夏威夷建成。 美国又建造了另一座漂浮式 OTEC电站, 名为OTEC-1,发电功率1MW,主要用于示 范和测试研究,并没有安装透平发电。 日本左贺大学进行了OETC海试实验。 东京电力公司瑙鲁建立岸基OTEC电站电站,成功发电120kW。 九州电力公司在日本鹿儿岛县建立岸基OTEC电站电站,成功发电50kW。
目前,美国和日本在海洋温差能发电上的研究起步较早,技术较为成熟,我国 则与之存在较大的差距。可以说美国和日本在海洋温差能的研究中起了主导作用, 并已经试运行了一系列的示范工程。
下表为近年来国际在海洋温差能方面的工作进展。
上海锐普广告有限公司
年份
1881 1926 1929 1964 1973 1974 1974
由洛克希德马丁公司主持建造的、位于夏威夷州柯纳的40kWOTEC实验电厂在4月份投
入运营。
上海锐普广告有限公司
研究现状
中国的海洋温差能储量比较丰富,但研究工作的起步较晚。20世纪80年代初, 中国科学院广州能源研究所、中国海洋大学和天津海洋局技术中心研究所等单位开 始温差能发电装置的研究。
中国国内的关于温差能发电的研究成果见下表。
最新原电池的工作原理2ppt课件
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
三、原电池的正负极的判断方法
微观判断 电子流出的极 ——负极
(根据电子流动
方向)
电子流入的极 ——正极
宏观判断:
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
较不活泼的电极材料——正极
②根据原电池电极 发生氧化反应的极 ——负极
发生的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极
A 铝片为正极
B、C
B 正极上有H2产生
C Al是电池的负极,开始工作时溶液中会立即有白色 沉淀析出
D 当转移0.04 mol e- 时,产生 0.01 mol O2
Cu
练习2. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用 导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
活动与探究一
向盛有30ml 1.0mol/LCuSO4溶液的小烧杯中, 加入适量锌粉,用温度计测量溶液的温度,观 察温度计的变化。
现象: 温度迅速上升,有红色物质析出
结论: 化学能 热能
Zn+ Cu2+ = Zn2+ + Cu
活动与探究二
如教材P13图1-8所示,向盛有30ml1.0mol/LCuSO4 溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分别插入铜片和 锌片,连接导线和电流计,观察现象。将盐桥插入 两只烧杯内的电解质溶液,观察现象。
(1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 (2)平衡电荷
(保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性)
2、 此电池的优点? 能产生持续、稳定的电流,提高原电池电流效率。
二、原电池的设计
《电池温控系统》课件
热传导与对流
利用热传导、对流等物理 效应,将热量从电池内部 传递到外部,降低电池内 部温度。
相变材料
利用相变材料的特性,在 电池温度升高时吸收并储 存热量,起到温度调节的 作用。
控制算法与策略
控制算法
采用先进的控制算法,如 PID控制、模糊控制等,实 现对电池温度的精确控制 。
02
电池温控系统的关键技术
温度检测技术
温度传感器
选择高精度、高稳定性的温度传感器,用于实时监测电池的温度。
数据采集
建立数据采集系统,将温度传感器采集的数据进行实时处理和传输。
温度范围
确保温度检测技术在宽温度范围内具有准确性和稳定性,以满足不同环境和工作状态下的需求。
热管理技术
01
02
03
散热设计
环保要求的提高将促使电池温控系统厂商在设计时更加注重能效和排放控制,采用更加环保的材料和 技术。
系统成本与经济效益
系统成本的变化趋势
随着技术的进步和规模化生产,电池温 控系统的成本有望降低,从而提高经济 效益。
VS
经济效益的考量
在设计和选用电池温控系统时,需要综合 考虑其经济效益,包括能效、寿命、维护 成本等因素,以确保其具有较高的性价比 。
《电池温控系统》ppt课件
$number {01}
目录
• 电池温控系统概述 • 电池温控系统的关键技术 • 电池温控系统的设计与实现 • 电池温控系统的性能评估与优化 • 电池温控系统的未来发展趋势与
挑战
01
电池温控系统概述
定义与功能
定义
电池温控系统是指用于控制和调 节电池温度的装置和系统,以确 保电池在适宜的温度范围内工作 。
2024版新能源汽车电池热管理系统PPT课件
冷却系统设计与选
型
介绍适用于电池热管理系统的冷 却系统设计原则,包括冷却液选 择、冷却管道设计、散热器设计 等,以及冷却系统的选型建议。
04
电池热管理系统性能评价
Chapter
性能评价指标及方法
01
02
03
温度均匀性
散热效率
能耗
衡量电池组内温度分布的一致性, 通过温度传感器测量并计算温差。
评价热管理系统在特定条件下的 散热能力,通过对比实验和模拟 分析得出。
电池热管理系统重要性
电池性能与热环境关系 热管理系统对电池寿命和安全性的影响 提高新能源汽车整体性能的意义
课件目的与结构
课件目的
介绍新能源汽车电池热管理系统的 原理、设计及应用
课件结构
概述、热管理系统原理、设计方法 与实例、应用与展望
02
电池热管理系统基本原理
Chapter
电池工作原理及热特性
针对实验结果,分析热管理系统 的优缺点,提出改进建议。
温度均匀性分析 散热效率评价 能耗分析 结果讨论
根据实验数据绘制温度分布图, 评估热管理系统的温度均匀性。
根据功率计等设备采集的数据, 计算热管理系统的能耗并进行评 估。
05
新能源汽车电池热管理系统应 用案例
Chapter
纯电动汽车电池热管理系统应用
能量管理策略
探讨基于电池能量状态的控制策略,如SOC、 SOH等,用于优化电池的能量利用和延长电池寿 命。
关键部件设计与选型
传感器设计与选型
阐述适用于电池热管理系统的温 度传感器、电流传感器、电压传 感器等的设计与选型原则。
控制器设计与选型
探讨电池热管理系统控制器的设 计原则,包括控制算法、硬件电 路、软件编程等,以及控制器的 选型建议。
温差电技术教材(2004年)
工人培训教材温 差 电 技 术张建中编著中国电子科技集团公司第十八研究所2004年目录第一章温差电技术概述第一节温差电学的历史和发展第二节温差发电第三节温差电致冷第二章温差电基本理论第一节温度和热量第二节热传递的方式第三节温差电效应第四节温差发电第五节温差电致冷第三章温差电材料第一节温差电材料的选择标准第二节温差电性质第三节重要的温差电材料第四节温差电材料制备工艺第五节温差电材料质量检验第四章温差电元件焊接第一节焊接原理第二节电极或导流片第三节焊接接头、模具和夹具第四节焊接前的清洗和处理第五节焊接方法第六节焊接质量的检验第五章温差电致冷组件第一节温差电致冷组件的结构第二节温差电致冷组件的制造工艺第三节温差电致冷组件的性能第四节温差电致冷组件的性能测试第五节温差电致冷组件的可靠性第六节型号命名方法第七节温差电致冷组件的使用第六章温差发电器第一节温差电换能器的设计第二节温差发电器的结构和材料第三节温差发电器的组装工艺第四节散热问题第五节温差发电器的热源第六节 升压器和功率调节器第七节 温差发电器的性能题库答案第一章温差电技术概述第一节温差电学的历史和发展温差电学的发展可分三个阶段。
第一个阶段在19世纪二三十年代至五十年代。
1821年德国科学家塞贝克发现了第一个效应,后来人们称之为塞贝克效应。
1834年法国科学家珀尔帖发现了第二个效应,后来人们称之为珀尔帖效应。
1845年英国人汤姆逊用热力学理论把上面两个现象联系起来,并发现了第三个效应,后来人们称它为汤姆逊效应。
很早就有人开始利用塞贝克效应来测量温度。
这就是我们常用的热电偶。
(介绍常用的测温热电偶)十九世纪末就有人提出利用温差电效应发电的问题。
1911年德国人阿登克希提出了温差电致冷理论,并得到了温差电致冷器基本参量的热力学公式。
但是,长期以来由于在技术上没有找到一种有效的可供发电或致冷的材料,因此,没有付诸实现。
第二个阶段发生在二十世纪四十年代到七十年代。
热电材料与温差发电器演示课件
要想让热电器件广泛应用于商业,热电材料的 ZT值必须 接近于 3
13
温差发电器
? 温差发电器的构成:
热源
温差电 组件
冷源 (散热器)
外壳
整个发电器中要使热源、温差电组件、散热器之间相互电绝缘,在热路上 同时要保证有最小的热阻;
根据热源的类型和所能达到的最高温度选择合适的温差电材料与组件;
? Peltier系数 ?????,? 单位 W/A ,V
4
汤姆逊效应——热电第三效应
? 由汤姆逊于 1856年发现 ? 当单一导体或半导体 在两端有温差以及有电流通过时,会在此导体或半导体
上产生吸热或放热的现象 ? Thomson 效应的起因与 Peltier效应非常类似,不同之处在于 :
在Peltier 效应中,载流子的势能差异是构成回路的两导体中载流子势能不同所 致,而在 Thomson 效应中,载流子的能量差异是由 温度梯度 引起的。 ? β Thomson 系数,单位 V/K
?
?
?
?
(ThBiblioteka ?Tc)? ?
Th ???(1?
m) ?
m Th ? Tc
2Th
?
(1? m)2 ZTh
? ? ? ??
7
帕尔贴热 +传导热 -焦耳热
Z
?
?
2 PN
Ri?
热电优值
热电转化效率
? 热电转化效率的影响因素:
? 热端与冷端温度 ? m ? RL Ri 的取值 ? 热电优值
单一热电材料的优值Z: Z值有量纲,单位为K-1.
图 Angel- RTG结构示意图
安装方便,成本较低,但热量利用率较低
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温差电池应用前景
➢ 近几年来,温差发电机不仅在军事和高科技方面, 而且在民用方面也表现出了良好的应用前景。
➢ 虽然温差发电已有诸多应用,但长久以来受热电 转换效率和较大成本的限制,温差电技术向工业 和民用产业的普及受到很大制约。
将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模 块,就可得到足够高的电压,形成一个电压较高的温 差电池。
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温差电技术发展历程
温差电技术研究始于20世纪40年代,于20世纪60年 代达到高峰,并成功地在航天器上实现了长时发电。 当时美国能源部的空间与防御动力系统办公室给出 鉴定称,“温差发电已被证明为性能可靠,维修少, 可在极端恶劣环境下长时间工作的动力技术”。
➢ 可以设想一下,在温差电池技术成熟以后, 我们的手机、笔记本电脑电池就可以利用身 体与外界的温度差发电,而大大延长其使用 时间。
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谢谢!
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温差电池简介
温差电池,就是利用温度差异,使热能直接转化 为电能的装置。
温差电池的材料一般有金属和半导体两种。
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金属材料温差电池
简介及工作原理:这种电池一般把若干个温差 电偶串联起来,把其中一头暴露于热源,另一个接 点固定在一个特定温度环境中,这样产生的电动势 等于各个电偶之和。
温差电池
制作人:XXX
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2016年12月1日
目录
温差电池简介 金属材料温差电池 半导体材料温差电池 温差电技术发展历程 温差电池应用前景
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半导体材料温差电池工作原理
将两种不同类型的热电转换材料N型和P型半导体 的一端结合并将其置于高温状态,另一端开路并给 以低温。
由于高温端的热激发作用较强,空穴和电子浓度 也比低温端高,在这种载流子浓度梯度的驱动下, 空穴和电子向低温端扩散,从而在低温开路端形成 电势差。
用金属制成的电池,赛贝克效应较小,常用 于测量温度、辐射强度等。测量原理是将上述产生 的电动势换算成温度或强度。
例如:我们在日常生活中常用它来测量冶炼及 热处理炉的高温。
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赛贝克效应
把两种不同的金属导体接成闭合电路时,如果把 它的两个接点分别置于温度不同的两个环境中,则 电路中就会有电流产生。这一现象称为塞贝克效应, 又称作第一热电效应。(这一现象是赛贝克在1821 年发现的。)
上述闭合电路叫做温差电偶,这种情况下产生电 流的电动势叫做温差电动势。
例如:铁与铜的冷接头为1℃,热接头处为100℃, 则有5.2mV的温差电动势产生。
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半导体材料温差电池
简介:用半导体制成的温差电池赛贝克效应较 强,热能转化为电能的效率也较高,将多个这样 的电池组成温差电堆,作为小功率电源。