如今,地球面临着许多问题,例如环境污染和气候变化。这些严重的问题多年来一直影响着地球及其生物。在这个时代,绿色清洁能源对下一代至关重要。为了克服这些问题,一些尝试发挥了重要作用。其中之一就是将替代能源融入人类的生活。随着这一趋势的发展,电动汽车 (EV) 已出现在汽车行业中。电动汽车面临的最重要挑战之一是热管理。本文采用数值方法研究了不同冷却系统对电动汽车电池的性能。根据结果,两种配置在热分布、材料、温度变化、维护等方面各有优势。关键词:电动汽车冷却系统、冷却剂、BTMS(电池热管理系统)、锂离子电池、CFD 方法。
摘要:热电发电机(TEG)和热电冷却器(TEC)电池冷却系统是一种剪切技术,旨在优化各种应用中电池的性能和寿命,例如电动汽车和可再生能源存储系统。该系统利用热电效应,其中要利用温度差来产生或散热。在电池冷却的背景下,TEGS有效去除充电和放电过程中产生的多余热量,从而防止过热和热降解。相反,TEC可以根据需要加热或冷却电池。这种创新的方法不仅提高了电池效率,还可以延长其运营寿命,从而使其在储能和电动迁移率领域成为至关重要的发展。I.随着世界变成“绿色”的变化,信息可再生能源的应用程序(例如消费电子,车辆甚至建筑物)正在出现。例如,放电率将确定电动和混合电动汽车的加速过程。电池的寿命也很大程度上取决于工作温度。在正常工作条件下,例如-30°C至60℃,电池健康与最佳电池温度范围有很大差异。有效的温度管理系统对电池健康产生了重大贡献,并延长了整体寿命。此外,随着容量和充电率的增加,电池安全问题需要更多关注。然而,研究表明,在50℃以上工作可能对电池的寿命有害''进一步的研究表明,从25℃至40℃的温度范围(与此温度范围最大5℃差5℃)为电池提供了最佳的工作环境,例如铅 - 酸,NIMH和Li-ion''''。随后,已经开发了各种BTMS,以满足对更高功率,更快的充电率和提高Drivin性能的需求。现代BTMS'分为两组:主动系统和被动系统。被动BTM通常采用相变材料,热管和水凝胶。零额外的功耗是这些系统最突出的功能。但是,冷却过程很难管理。主要问题是在某些情况下的冷却效果可能非常有限。已开发了多年的车辆热电发电设备。相比之下,电池热管理使用的热电冷却器(TEC)是电动汽车相对较新的候选者。这些受益于强大的冷却能力和可靠的工作潜力,并越来越关注整合到BTMS中。热电冷却器(TEC)基于电压转换为温度差。这种毛皮 - 隔离效果以及汤普森效应属于热电效应。热电效应是指从热到电的所有转化过程,反之亦然。热电冷却器的主要优点是相对安静,稳定且可靠的。此外,可以通过改变电压供应而轻松控制温度。1.1目标:1为电动汽车开发基于TEG和TEC的空调原型。2优化系统的冷却效率,同时最大程度地减少功耗。 3实施可靠的温度控制机制,以实现机舱舒适度。 4确保安全功能以防止过热和电气问题。 5通过测试和数据分析评估系统的性能。 6评估将毛皮尔系统整合到商业电动汽车中以进行实际使用的可行性。 1.2预期结果:TEG(热电发生器)和TEC(热电冷却器)电池冷却系统有望提供2优化系统的冷却效率,同时最大程度地减少功耗。3实施可靠的温度控制机制,以实现机舱舒适度。4确保安全功能以防止过热和电气问题。5通过测试和数据分析评估系统的性能。6评估将毛皮尔系统整合到商业电动汽车中以进行实际使用的可行性。1.2预期结果:TEG(热电发生器)和TEC(热电冷却器)电池冷却系统有望提供
2 Université Gustave- Eiffel, Laboratoire MSME UMR CNRS 8208, Université Paris-Est Marne-La-Vallée, Marne-La-Valle 8 F-77454, France 9 10 *Corresponding author: moussa.elidi@gmail.com 11 12 Abstract: This paper investigates the thermal management performance of a novel system using phase change material 13 (PCM) composite for锂离子电池的细胞尺度。开发了一个实验平台来研究锂离子细胞中的热现象14。该系统是根据热通量测量设计的。细胞嵌入PCM复合15材料中。将组件放在3D打印制造的铝制模具中。评估了添加金属16泡沫和强制对流的影响。结果表明,所提出的系统允许在最佳工作温度(25°C)周围保持Li-17离子电池的温度。还发现,添加铝泡沫可以对细胞进行更高的18效热管理。19 20关键字:相变材料(PCM),电池热管理系统(BTMS),金属泡沫,锂离子21 22命名法23
和VQVG WKFV‡ewpšívkw3gwâstar‡vm ˆzwi guv‡whearn(神经可塑性)| andvqy –vbxqzvi db - wz这是相同的,vqvg g‡bv‡hv‡hv‡hv,wpšívkw3gesï§out§•
AC 交流电 ACO 蚁群优化 BEV 纯电动汽车 BMS 电池管理系统 BSS 电池换电站 BTMS 电池热管理系统 DC 直流电 DWPT 动态无线功率传输 E3G 第三代环保主义 EchM 电化学模型 ECM 等效电路模型 EVCS 电动汽车充电站 EV 电动汽车 EVSE 电动汽车供电设备 GA 遗传算法 HEV 混合动力电动汽车 HOV 高乘载汽车 ICEV 内燃机汽车 IEC 国际电工委员会 IP 整数规划 ISO 国际标准化组织 PCM 相变材料 PEV 插电式电动汽车 PSO 粒子群优化 PTC 正温度系数 RUL 剩余使用寿命 RTR 温升速率 SAE 汽车工程师协会 SOC 充电状态 SOH 健康状态 V2B 车对楼 V2G 车对电网 V2H 车对家 V2L 车对负载 V2V 车对车 V2X 车对万物 VCC蒸汽压缩循环 WPT 无线电力传输
摘要:为了增强我们对锂离子电池的热特性的理解,并获得了对电池热管理系统(BTMS)的热影响的宝贵见解,为启用数值模拟的锂离子电池开发精确的热模型至关重要。创建电池热模型的主要目标是定义与热量产生,节能和边界条件相关的方程。但是,独立的热模型通常缺乏有效预测热行为的必要准确性。因此,热模型通常与电化学模型或等效电路模型集成。本文对锂离子电池的热行为和建模进行了全面综述。它突出了温度在影响电池性能,安全性和寿命中的关键作用。这项研究探讨了温度变化所带来的挑战,无论是太低和太高,以及它们对电池电气和热平衡的影响。描述了各种热分析方法,包括实验测量和基于仿真的建模,以理解在不同工作条件下锂离子电池的热特性。电池的准确建模涉及解释电化学模型和热模型以及耦合电化学,电气和热方面以及等效电路模型的方法。此外,本综述概述了了解锂离子电池的热行为方面的进步。总而言之,人们对电池模型有很高的渴望,该电池模型有效,高度准确,并伴随着有效的热管理系统。此外,要确定当前热模型的增强以提高锂离子电池的整体性能和安全性至关重要。
性能指标引擎特定功率W/kg 158 1000 1000发电机组包括柴油发动机和交流发电机燃料存储系统特定能量kWh/kg 8.4 6.0 6.0 CAT C175-16,C175-20,C175-20 ESS ESS ESS WH/kg 200 200可能需要加固的燃料电池系统Btms w/kg w/kg gg gg w/kg gg gg w/kg kg gg 123 123,000年6月6日,00千kg (柴油)或生命周期(FCS)H 20,000 25,000 25,000 TBO:大修成本之间的时间指标4级或fcs $/kW 250 323 60 20%的4个修改引擎大修的津贴 Maintenance $/MWh 5.3 8.3 8.3 Reported as O&M, Includes SCR catalyst replacement Drivetrain Components Alternator $/kW 59 Included in Genset Rectifier $/kW 90 DC Link $/kW 1.5 DC-DC Converter $/kW 75 75 Need 2 for 2-WD drivetrain Inverter $/kW 75 75 75 Need 2 for 2-WD drivetrain AC Motor $/kW 120 120 120 120对于2-WD传动系统变速箱$/kW 70 70 70需要2对2-WD传动系统功率调节$/kW 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 6.25 5 3润滑$/kg $/kg/kg $/kg/kg/kg/kg 0.49报告为o&m,燃料成本量为5%的燃料成本(urea y 0.1%),5%的燃料(urea and oe y 5.18)参数经济寿命年15 15 15挽救价值的标价价格%23 23 23 23 23 23 FCS的零救助值和电池内部收益率(IRR)%7 7 7 7 7 7通货膨胀%2 2 2 2安装成本乘数1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 30%安装附加费
先进电池工程 (BABE) 的电池管理控制系统 ��������������������������������������������������������������60 重型车辆的电池热管理和诊断 – BATMAN ��������������������������������������������������������61 BESTBUS:为 e-BUS 量身定制的延长电池组寿命的解决方案 ��������������������������������������������������������������������������������62 Breathe Life:物理增强型电池寿命控制器 ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������63 COBRA – 云端/车载电池剩余使用寿命算法 ����������������������������������������������������������������������������������������64 热管作为汽车电池组设计中的结构和热构件的概念可行性 �� ... ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������67 开发等温控制平台 (ICP) 作为电动汽车用锂电池测试新提议标准的基础 ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������68 DutyCell:电池级占空比优化 ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������69 EB-Bat – 电子束电池焊接 �� ... ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������73 i-CoBat:使用合成酯介电液体对电池模块进行浸入式冷却 �� ... PIC-BATT �� ... ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������83 Gamma 项目 �� ...算法 ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������86 SHIELD – 电池健康状态评估,包括电池寿命测定 ����������������������������������������������������������87 TECHNO – 正常运行期间的温度监测、冷却和加热 ������������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 第二人生和回收创新项目 ��������������������������������������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91锂离子电池安全性初步可行性研究 �� ... ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������84 LIBRIS 项目 – 锂离子电池安全性研究 ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 SAMBA – 智能汽车管理电池算法 �� ... ��������������������������������������������87 TECHNO – 正常运行期间的温度监控、冷却和加热 �����������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������89 WIZer 电池 ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 第二人生和回收创新项目 ��������������������������������������������������������������������������������������������������91锂离子电池安全性初步可行性研究 �� ... ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������84 LIBRIS 项目 – 锂离子电池安全性研究 ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 SAMBA – 智能汽车管理电池算法 �� ... ��������������������������������������������87 TECHNO – 正常运行期间的温度监控、冷却和加热 �����������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������89 WIZer 电池 ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 第二人生和回收创新项目 ��������������������������������������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91正常运行期间的冷却和加热 ����������������������������������������������������������88 开发等温控制平台 (ICP),通过多区域控制精确调节电池温度 �� ... ����������������������������������������������������������������������91