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平板热管式锂离子电池热管理系统仿真分析研究 被引量:4
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作者 王悦齐 钱煜平 +2 位作者 谢翌 李炜烽 张扬军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期172-183,共12页
锂离子电池是航空混合电推进系统的关键子系统,本文针对基于平板热管的航空锂离子电池热管理方案进行设计与性能评估。针对一款锂离子电池模组进行建模与验证,初步设计平板热管方案并进行仿真分析;在原方案基础上,对平板热管散热翅片进... 锂离子电池是航空混合电推进系统的关键子系统,本文针对基于平板热管的航空锂离子电池热管理方案进行设计与性能评估。针对一款锂离子电池模组进行建模与验证,初步设计平板热管方案并进行仿真分析;在原方案基础上,对平板热管散热翅片进行结构优化设计并开展了实验验证,结果表明:优化后的方案可提高系统对流换热量。以优化后的平板热管为基础,结合航空器高空巡航工况的环境温度,平板热管换热性能将得到进一步提升:电池平均温度可降低10.6℃,降幅达18.83%。与水冷方案相比,平板热管优化方案散热能力与之相当,系统减重30%、能耗降低约63%。 展开更多
关键词 混合电推进 离子电池 高放电倍率 管理 平板
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热管耦合相变材料全气候锂离子电池热管理系统性能分析 被引量:1
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作者 熊慧敏 彭跃中 +3 位作者 何励学 胡章茂 王唯 田红 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第6期27-36,共10页
电池热管理系统(BTMS)是保障储能电池在不同工况下安全高效运行的重要方法。基于相变材料高潜热与热管高导热特性,设计了一种热管耦合相变材料的新型锂离子BTMS,该系统可实现全气候条件下电池保温与散热一体化。采用数值模拟对BTMS的保... 电池热管理系统(BTMS)是保障储能电池在不同工况下安全高效运行的重要方法。基于相变材料高潜热与热管高导热特性,设计了一种热管耦合相变材料的新型锂离子BTMS,该系统可实现全气候条件下电池保温与散热一体化。采用数值模拟对BTMS的保温与散热性能进行研究。在低温环境下,通过模拟电池放电过程和放电结束后电池温降过程,分析了保温层厚度和初始温度对保温性能的影响;在常温和高温环境下,基于相变材料、热管、双层冷却通道耦合手段提出了相应的散热方案,有效保障了锂离子电池在放电倍率0.5C~2.0C下的安全稳定运行。设计的BTMS可实现不同环境温度下的保温或散热需求,为实现全气候锂离子电池热管理技术提供理论参考。 展开更多
关键词 离子电池 管理 全气候 相变材料
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相变材料用于锂离子电池热管理系统的研究进展 被引量:27
3
作者 凌子夜 方晓明 +2 位作者 汪双凤 张正国 刘晓红 《储能科学与技术》 CAS 2013年第5期451-459,共9页
良好的热管理系统是电池安全及高效使用的保证,电池的热管理需要确保电池温度在安全温度范围以及电池组内最大温差不超过5℃。传统的热管理方式,如空气冷却,不仅需要额外的动力输入,而且越来越不能满足高能量密度的新型锂离子电池的热... 良好的热管理系统是电池安全及高效使用的保证,电池的热管理需要确保电池温度在安全温度范围以及电池组内最大温差不超过5℃。传统的热管理方式,如空气冷却,不仅需要额外的动力输入,而且越来越不能满足高能量密度的新型锂离子电池的热管理需要。使用相变材料的电池热管理系统,利用相变材料的相变潜热吸收电池产生的热量,在不使用外界功耗的条件下,可以长时间保持电池的温度在适宜的范围内。通过与膨胀石墨、金属泡沫复合,相变材料的热导率可以大大提高,电池组内体系温度均匀性可以满足工作要求。而且,相变材料的形状不固定,可以使用在任意形状的电池上。被动式热管理是应用于电池热管理系统中最具前景的技术。 展开更多
关键词 离子电池 管理系统 相变材料
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增设通风孔的风冷式锂离子电池热管理系统数值研究 被引量:13
4
作者 张新强 洪思慧 汪双凤 《新能源进展》 2015年第6期422-428,共7页
电池热管理系统的优化设计可以维持动力电池的高效性能,进而促进电动汽车产业的发展。本文采用CFD方法研究有通风孔的情况下,风冷式锂离子电池组在放电过程中的散热性能。研究结果发现,在电池组外壳增设通风孔可以明显提高整个电池组的... 电池热管理系统的优化设计可以维持动力电池的高效性能,进而促进电动汽车产业的发展。本文采用CFD方法研究有通风孔的情况下,风冷式锂离子电池组在放电过程中的散热性能。研究结果发现,在电池组外壳增设通风孔可以明显提高整个电池组的冷却效果。风孔开设在主出风口的相反方向时,电池组的温升和温差最小。当风孔的面积与出口面积相等时,电池组的冷却效果最佳;继续增大风孔对电池组的冷却效果影响较小。最后探讨了空气进口温度和电池间冷却通道的变化对电池组散热效果的影响。采用在电池组外壳上开设多个通风孔的办法有助于电池热管理系统的冷却优化设计。 展开更多
关键词 管理系统 离子电池 风冷 风孔 冷却效果
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平面热管与液冷作用下锂离子电池热管理系统散热特性 被引量:5
5
作者 朱茂桃 邵瑜 徐晓明 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第36期343-348,共6页
锂离子电池的工作温度需要保持在合适的范围内,才能获得更好的性能和更长的使用寿命。提出了一种平面热管与液冷相结合的锂离子电池热管理系统,通过搭建的锂离子电池发热功率测试平台确定不同放电倍率下单体电池的发热功率,建立热管理... 锂离子电池的工作温度需要保持在合适的范围内,才能获得更好的性能和更长的使用寿命。提出了一种平面热管与液冷相结合的锂离子电池热管理系统,通过搭建的锂离子电池发热功率测试平台确定不同放电倍率下单体电池的发热功率,建立热管理系统三维有限元模型,分析不同放电倍率、冷却液流量及冷却液流动方向对散热性能的影响。结果表明,在3 C放电倍率下,最高温度可以控制在50℃以下。与相同进液方向相比,不同进液方向下电池包最大温差降低了17.30%。 展开更多
关键词 离子电池 管理系统 液冷 平面 特性
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锂离子电池热管理系统综述 被引量:24
6
作者 刘小杰 张英 +1 位作者 刘洋 李琪 《电池》 CAS 北大核心 2022年第2期208-212,共5页
锂离子电池对温度较敏感,在不同温度下会发生复杂的电化学反应。温度过高或过低均可能引起电池性能衰减,甚至诱发热失控,需要引入热管理系统控制电池温度,改善模块温度均匀性。根据传热介质的不同,将热管理技术分为风冷、相变材料、液... 锂离子电池对温度较敏感,在不同温度下会发生复杂的电化学反应。温度过高或过低均可能引起电池性能衰减,甚至诱发热失控,需要引入热管理系统控制电池温度,改善模块温度均匀性。根据传热介质的不同,将热管理技术分为风冷、相变材料、液冷和热管,分析各技术在应用中的优缺点和改进策略。从成本、控温效果和持续性等方面,对各技术进行多角度的综合性分析和评价,以明确适用范围。对多种技术相结合的耦合式系统进行可行性分析。 展开更多
关键词 离子电池 管理 相变材料 耦合式系统 风冷 液冷
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电动汽车锂离子电池热管理系统研究进展 被引量:10
7
作者 王振 李保国 +1 位作者 罗权权 赵文莉 《包装工程》 CAS 北大核心 2020年第15期232-238,共7页
目的为保证电动汽车在使用过程中安全可靠,需对车用锂离子电池进行温度控制。方法从电池的最高温度、使用寿命以及最大温差等方面,对空冷、液冷、相变材料冷却、微通道/微热管冷却以及加热方式的研究进行综述分析。结果相对于常规的空... 目的为保证电动汽车在使用过程中安全可靠,需对车用锂离子电池进行温度控制。方法从电池的最高温度、使用寿命以及最大温差等方面,对空冷、液冷、相变材料冷却、微通道/微热管冷却以及加热方式的研究进行综述分析。结果相对于常规的空冷、液冷、相变材料与热管等冷却方式以及新型的热电制冷等方式,基于微通道、微通道冷板及微通道热管式的电池热管理系统(BTMS)具有更为卓越的换热性能,已成为一种可行且有效的热管理解决方案;BTMS存在整体结构复杂、换热细节研究不深、实用性不强以及针对微通道的相关强化研究不足等问题。结论在微通道液冷式BTMS的研究基础上,对其进行强化换热与强化结构体力学强度等研究,可以显著增强BTMS及整体系统的换热性能与结构强度,以及对锂离子电池产生更好的温控效果,提高了电动汽车的安全性与可靠性。 展开更多
关键词 离子电池 电池管理系统 空冷 液冷 微通道
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锂离子电池储能单元温度均匀性与热管理系统能耗研究
8
作者 王钰洁 钟子琦 许诺 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期83-90,共8页
锂离子电池作为新能源电力系统中的储能单元之一,其温度控制和均匀性以及热管理系统能耗是提升新能源电力系统可靠性的关键。该文建立锂离子电池生热与传热模型,进行单电池温升验证。提出一种侧凹型液冷板,建立计算流体动力学(CFD)三维... 锂离子电池作为新能源电力系统中的储能单元之一,其温度控制和均匀性以及热管理系统能耗是提升新能源电力系统可靠性的关键。该文建立锂离子电池生热与传热模型,进行单电池温升验证。提出一种侧凹型液冷板,建立计算流体动力学(CFD)三维数值模型,分析流向及流速、进口竖向流动面积和流道横向流动面积对液冷板散热性能的影响,对3种液冷板进行性能对比。结果表明增大流速能提高散热性能但会显著增加能耗,双正流向转角处无液体回流现象温度均匀性好。流道横向流动面积增大时,液体压降和平均压强降低,电池温度分布趋于平缓,能显著降低能耗和提高温度分布均匀性。不同版型性能对比中,侧凹型液冷板综合性能最优。 展开更多
关键词 离子电池 电池储能 管理 液冷板 新能源电力系统
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复合相变材料用于锂离子电池热管理和热失控防护研究进展 被引量:2
9
作者 张新宇 罗声豪 +3 位作者 吴颖欣 刘针莹 张立志 凌子夜 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期1040-1053,共14页
锂离子电池的性能和安全性对温度变化高度敏感。在低温环境下,电池容量衰减和充电效率显著降低,而高温运行时则加速性能退化并可能导致热失控。复合相变材料因其高效的热储存和温度调控能力,为电池全温域热管理提供了创新解决方案。在... 锂离子电池的性能和安全性对温度变化高度敏感。在低温环境下,电池容量衰减和充电效率显著降低,而高温运行时则加速性能退化并可能导致热失控。复合相变材料因其高效的热储存和温度调控能力,为电池全温域热管理提供了创新解决方案。在电池冷却方面,高焓值、高导热和柔性复合相变材料通过相变吸热使热量均匀分散,显著改善电池组的温度均匀性;在低温应用场景中,导电复合相变材料利用电热转换机制实现快速自加热,缓解低温对电池性能的限制;针对热失控风险,阻燃水合盐复合相变材料结合相变吸热与热分解吸热双重机制,有效抑制热量蔓延。本文综述了复合相变材料在电池冷却、加热及热失控防护中的应用策略,剖析了材料储热性能与热导率平衡对热管理效果的影响,并探讨了柔性、阻燃改性与化学储热机制的技术进展。当前研究需进一步提高材料的稳定性、经济性和工业化可行性,未来应重点发展多功能复合设计、智能响应技术以及规模化应用,以推动复合相变材料在动力电池热管理和热失控防护中的实际应用。 展开更多
关键词 离子电池 管理 失控 相变材料 复合材料
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具有扰流结构的风冷型锂电池包热管理系统优化 被引量:1
10
作者 何闯 赵钦新 梁志远 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期90-97,共8页
基于常见新能源车结构设计了一种车载式风冷型锂电池包,利用有限元仿真对风冷型锂电池热管理系统进行模拟计算。结果表明:入口空气流速2 m/s的条件下,顺排和叉排两种结构的最大温差分别为6.96℃和6.29℃,叉排结构下最大温差有所降低;增... 基于常见新能源车结构设计了一种车载式风冷型锂电池包,利用有限元仿真对风冷型锂电池热管理系统进行模拟计算。结果表明:入口空气流速2 m/s的条件下,顺排和叉排两种结构的最大温差分别为6.96℃和6.29℃,叉排结构下最大温差有所降低;增加扰流板为空气流场创造扰流结构,最大温差为5.69℃,相比叉排结构最大温差降低了0.60℃;入口空气流速大于4 m/s时,最大温差低于5℃,满足锂电池最优放电效率;扰流板布置为对称结构时电池包具有最优的冷却性能,电池的最高温度和最大温差明显低于其他排布方式;入口空气流速与电池包冷却性能呈正相关,入口空气流速达到6 m/s时达到最优冷却效果,此后继续增大入口空气流速冷却性能变化幅值减小。所设计的18650锂电池包在隔板间距为对称排布下具有最优的扰流冷却性能,控制入口空气流速大于4 m/s时可以使电池在最优放电效率下运行。 展开更多
关键词 电池 扰流结构 管理 入口空气流速 温差
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储能锂离子电池系统热失控诱发电弧研究进展
11
作者 徐成善 孙烨 +6 位作者 杨智凯 赵明强 李亚伦 冯旭宁 王贺武 卢兰光 欧阳明高 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3037-3050,共14页
在全球能源转型加速推进的背景下,大规模储能电站的安全运行面临严峻挑战,其中由热失控诱发的电弧故障因其高温、高能量特性,成为了加剧火灾爆炸风险的核心致灾因素。本文回顾了近年来对储能系统电弧形成机理以及电弧对电池热失控影响... 在全球能源转型加速推进的背景下,大规模储能电站的安全运行面临严峻挑战,其中由热失控诱发的电弧故障因其高温、高能量特性,成为了加剧火灾爆炸风险的核心致灾因素。本文回顾了近年来对储能系统电弧形成机理以及电弧对电池热失控影响的相关研究,全面综述了储能电池系统中电池热失控特性与各类电弧故障之间的联系,系统总结了储能系统中电弧形成的多路径耦合机理:当电气安全间距小于电弧临界击穿距离时,高温或机械破坏引发的绝缘失效可导致气体介质放电;热失控喷发的高温气体、颗粒物、电解液可显著降低绝缘强度,改变局部介质环境;电连接点松动或化学腐蚀引发的结构劣化会导致绝缘破损并演化为持续电弧。但目前电弧诱发机制研究仍存在局限性:发生方式以喷发物为介质触发为主,触发位置发生在电池安全阀和极柱上,对电弧发生机理和以电解液为介质触发等研究不足。在电池电弧仿真领域,基于磁流体动力学的电弧多物理场模型虽能表征电弧稳定燃烧后的温度场、磁场与流场的耦合特征,但仍难以准确模拟热失控过程中电弧动态触发行为,因此,急需发展融合“热-电-力-化学”多场耦合的智能仿真模型,为储能系统电弧灾害防控提供理论支撑与技术思路。本文旨在加深对储能电池系统电弧发生特征理解,并为提高系统电气安全提供思路,促进储能系统的高安全性发展。 展开更多
关键词 储能系统 离子电池 失控 电弧 诱发机制
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锂离子电池冷板仿生散热结构拓扑优化研究
12
作者 张琳 程晓军 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
采用拓扑优化方法设计了一种仿肺状结构的新型冷板结构,利用双目标优化函数得到了拓扑优化后的模型,分析了不同体积分数和加权系数对其散热性能的影响。结果表明:在流体体积分数为0.6时,冷板结构的散热效果最好;当热目标占主导时(a∶b=... 采用拓扑优化方法设计了一种仿肺状结构的新型冷板结构,利用双目标优化函数得到了拓扑优化后的模型,分析了不同体积分数和加权系数对其散热性能的影响。结果表明:在流体体积分数为0.6时,冷板结构的散热效果最好;当热目标占主导时(a∶b=0.9∶0.1),流道分支较多,散热效果较好。通过与传统七通道直流冷板的对比实验发现,基于拓扑优化的仿肺状结构冷板具有更好的散热效果和较低的压降。 展开更多
关键词 锂离子电池热管理系统 冷板 拓扑优化 压降
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耦合倾斜U形微热管阵列的风冷锂电池热管理系统性能
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作者 杜佩袁 刁彦华 +2 位作者 任汝阳 赵耀华 孙孟达 《新能源进展》 北大核心 2025年第3期241-250,共10页
近年来,锂电池储能作为重要的储能技术被广泛应用,但需配备良好的热管理系统对锂电池温度进行控制使其安全稳定运行。提出一种耦合倾斜U形微热管阵列的风冷式锂电池热管理系统,与未加倾斜U形微热管阵列的模组进行对比,研究其在不同环境... 近年来,锂电池储能作为重要的储能技术被广泛应用,但需配备良好的热管理系统对锂电池温度进行控制使其安全稳定运行。提出一种耦合倾斜U形微热管阵列的风冷式锂电池热管理系统,与未加倾斜U形微热管阵列的模组进行对比,研究其在不同环境温度、不同风量和不同充放电倍率下的散热性能。结果显示,环境温度为25℃、充放电倍率为1 C时,相较于未加倾斜U形微热管阵列的模组,耦合倾斜U形微热管阵列的电池模组最大温升最多降低了33.3%,单体电池和电池模组最大温差最多降低了65.8%和35.8%。即使在2 C充放电倍率条件下,电池模组最高温度也可以控制在40℃左右,并且单体电池和电池模组最大温差分别为1.59℃和2.46℃,单体电池和电池模组均具有良好的均温性。 展开更多
关键词 电池 管理系统 倾斜U形微管阵列
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基于PCM的锂离子电池热管理技术的研究进展
14
作者 赵宇衡 宁滔 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第6期756-763,共8页
随着新能源汽车的快速发展,车用锂离子电池的热管理技术成为研究热点,相变材料(PCM)耦合热管型电池热管理系统(BTMS)应运而生。针对复合PCM的改性优化和锂离子BTMS的研究,着重介绍了几种主流的电池热管理技术,即提高传热速率、恢复热存... 随着新能源汽车的快速发展,车用锂离子电池的热管理技术成为研究热点,相变材料(PCM)耦合热管型电池热管理系统(BTMS)应运而生。针对复合PCM的改性优化和锂离子BTMS的研究,着重介绍了几种主流的电池热管理技术,即提高传热速率、恢复热存储能力以及降低相变材料冷却负载技术的研究进展,并对目前新型耦合浸没式冷却的复合式电池热管理技术进行综述。针对目前锂离子电池热管理系统中存在的问题提出了合理化建议,多种热管理技术的组合以及智能化的热管理系统是未来的发展趋势。 展开更多
关键词 离子电池 复合相变材料 管理系统 智能化
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基于高效液冷技术的锂离子电池热管理研究进展
15
作者 章正哲 张恒运 《电源技术》 北大核心 2025年第1期14-25,共12页
在车用锂离子电池组热管理技术中,液体冷却因其高性能和高能效而被认定为主流技术。它可以进一步分为间接液冷和直接液冷。介绍了依据电池形状采用不同液冷方式如液冷板液冷(包括液冷板流道设计和布置方式)、浸没式液冷和结合相变材料... 在车用锂离子电池组热管理技术中,液体冷却因其高性能和高能效而被认定为主流技术。它可以进一步分为间接液冷和直接液冷。介绍了依据电池形状采用不同液冷方式如液冷板液冷(包括液冷板流道设计和布置方式)、浸没式液冷和结合相变材料的复合式液冷的电池组温控研究实例,给出了不同液冷方式下的温控数据,并对数据做了比较和分析。通常情况下,方形或袋式电池的液冷板可以灵活地布置在电池模组的底部、电池大面之间或电池两侧小面,液冷板多为蛇形流道、仿生流道和翅片形状等结构;圆柱电池的液冷板流道多采用波浪式、夹套式或螺旋式。 展开更多
关键词 离子电池 管理 间接液体冷却 复合液冷
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基于模糊推理的储能系统锂离子电池模组热扩散概率评估方法
16
作者 胡力月 黄威 +3 位作者 周云 周英强 邵常政 王柯 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第7期2662-2674,共13页
锂离子电池模组(lithium-ion battery module,LIBM)是当前储能系统中应用最广泛的电池组件,一旦发生热扩散事故,将会影响整个储能系统的可靠运行。然而,现有的热扩散定性分析模型无法直接用于定量评估时变运行条件下的LIBM热扩散概率。... 锂离子电池模组(lithium-ion battery module,LIBM)是当前储能系统中应用最广泛的电池组件,一旦发生热扩散事故,将会影响整个储能系统的可靠运行。然而,现有的热扩散定性分析模型无法直接用于定量评估时变运行条件下的LIBM热扩散概率。在此背景下,提出了一种基于模糊推理的LIBM热扩散概率评估方法。首先,利用COMSOL对LIBM热扩散行为进行建模,研究不同受热方式、LIBM排列方式、SOC(state of charge,SOC)对LIBM热扩散的影响,挖掘LIBM热扩散的规律。然后,基于仿真试验数据,建立以锂离子电池单体自身温度、单体间的距离、环境温度为输入,LIBM热扩散概率评估值为输出的模糊推理系统。为了提高评估结果的准确性,采用改进蜣螂优化算法(improved dung beetle optimizer,IDBO)对评估系统中隶属度函数的形状进行优化。结果表明:当LIBM内电池之间的接触面积变小时,热扩散速度变缓;当缓慢受热时,LIBM内最迟发生热失控的电池单体热失控温度更大。相较于传统蜣螂算法、粒子群算法和麻雀搜索算法,本文所提基于模糊推理的LIBM热扩散概率评估方法的PCC相关性指标可分别提高0.076、0.041和0.047,能够为工程实际中开展储能系统LIBM热扩散风险预警和防控提供更加合理的参考依据。 展开更多
关键词 储能系统 离子电池模组 扩散概率 模糊推理 改进蜣螂优化算法
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航空动力锂离子电池热失控行为与气体燃爆危险性研究进展 被引量:2
17
作者 杨娟 牛江昊 +3 位作者 魏陟珣 胡佳宁 包防卫 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期85-102,共18页
动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研... 动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研究现状,从锂离子电池热失控燃爆行为、热失控气体爆炸极限和热失控气体爆炸危险性评估3个方面进行阐述:在锂离子电池热失控燃爆行为方面,介绍了锂离子电池热失控发展过程,分析了热失控冲击特征参数测定方法,总结了热射流演变机制及射流火焰的模拟仿真与实验方法;针对热失控气体的爆炸极限,对比国内外气体爆炸极限测试标准,总结了热失控气体爆炸极限理论计算方法,并介绍了原位检测爆炸极限的创新方法;在热失控气体爆炸危险性评估方面,介绍了老化锂离子电池危险性评估方法,以及爆炸危险性参数指标。提出未来的研究将侧重于先进诊断技术、增强电解质稳定性、多尺度建模、先进抑制技术以及建立标准化测试流程和技术法规等领域。 展开更多
关键词 航空动力离子电池 失控 气体燃爆 爆炸冲击
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GEO卫星锂离子蓄电池在轨管理策略的演进 被引量:1
18
作者 王利然 周蓉 +2 位作者 张文芳 刘鹏 姜垚先 《电源技术》 北大核心 2025年第2期300-306,共7页
由于锂离子蓄电池具有比能量高的突出优势,地球同步轨道(GEO)卫星的空间储能设备已由氢镍蓄电池替代为锂离子蓄电池。上一代卫星采用60~100 Ah锂电池组作为储能设备,实现了锂电池组首次在我国GEO轨道通信卫星上的应用。最新一代卫星采用... 由于锂离子蓄电池具有比能量高的突出优势,地球同步轨道(GEO)卫星的空间储能设备已由氢镍蓄电池替代为锂离子蓄电池。上一代卫星采用60~100 Ah锂电池组作为储能设备,实现了锂电池组首次在我国GEO轨道通信卫星上的应用。最新一代卫星采用150~250 Ah大容量、高比能量锂电池组首飞成功,象征着我国大容量、高比能量锂电池组的成熟应用。随着大容量、高比能量锂离子蓄电池的广泛应用,充电控制方式和均衡方式相应进步,针对锂电池组的在轨管理策略也有相应的变化,阐述了两代卫星锂电池组在轨管理策略。 展开更多
关键词 离子电池 GEO卫星 在轨管理策略 演进
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低温循环老化航空锂离子电池热失控的爆炸危险性 被引量:1
19
作者 杨娟 魏陟珣 +2 位作者 牛江昊 闫晓亮 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期103-114,共12页
鉴于全寿命周期内循环老化后航空锂离子电池热失控反应较新电池有显著差异,且低温环境对锂离子电池系统重大失效危险性影响更加贴近低空实际飞行场景,自主搭建了锂离子电池热失控及气体爆炸测试平台,采用锂离子电池的热失控时间、表面... 鉴于全寿命周期内循环老化后航空锂离子电池热失控反应较新电池有显著差异,且低温环境对锂离子电池系统重大失效危险性影响更加贴近低空实际飞行场景,自主搭建了锂离子电池热失控及气体爆炸测试平台,采用锂离子电池的热失控时间、表面峰值温度和热失控超压及热失控气体的爆炸极限、压力及温度为关键参数,探讨低温(-10℃)循环老化对锂离子电池热失控爆炸危险性的影响。实验结果显示,常温循环老化锂离子电池较新电池热失控时间明显提前和电池安全阀开启到完全热失控的时间间隔明显增长,分别为559.86和122.56 s,且热失控气体爆炸下限升高30.95%,气体爆炸压力降低至258.6 kPa;低温环境因素则会使老化锂离子电池热失控的爆炸危险性发生显著变化,导致热失控时间提前至412.38 s,安全阀打开到完全热失控的时间间隔缩短至56.66 s,并使热失控气体爆炸下限降低20.49%,爆炸压力高达319.5 kPa。 展开更多
关键词 失控 循环老化 航空离子电池 爆炸极限 低温环境
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锂离子电池储能系统火灾爆炸风险分析与防控技术研究进展
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作者 陈素文 孔冠杰 +1 位作者 张亚雷 李国强 《中国工程科学》 北大核心 2025年第2期269-286,共18页
在全球碳中和与能源结构转型背景下,锂离子电池储能系统作为新型电力系统的核心基础设施,呈现规模化快速发展态势,但相应火灾爆炸风险已成为制约行业安全与可持续发展的关键瓶颈,如国内外锂离子电池储能安全事故频发,暴露出热失控机制... 在全球碳中和与能源结构转型背景下,锂离子电池储能系统作为新型电力系统的核心基础设施,呈现规模化快速发展态势,但相应火灾爆炸风险已成为制约行业安全与可持续发展的关键瓶颈,如国内外锂离子电池储能安全事故频发,暴露出热失控机制复杂、安全防控技术滞后、全生命周期管理不足等问题。本文以“机理-评估-防控”为研究框架,系统分析锂离子电池储能系统火灾爆炸事故的诱因与演化机理,识别“单体失效-系统扩散”多层级风险特征和影响因素,基于“本征安全-监测预警-多级防护”技术体系综述当前安全防控技术的研究现状与局限性。研究揭示了锂离子电池储能安全防控面临碎片化技术突破与系统性缺陷并存、成本效益失衡、新型场景风险涌现、全生命周期安全管理难等核心矛盾。为提高锂离子电池储能系统的安全韧性,提出了助力储能系统高质量发展的若干建议:聚焦锂离子电池安全基础技术研究,深化系统集成与工程化安全设计,强化全生命周期安全管理,优化标准体系和监管机制,完善应急响应和保险体系,促进产业链协同和跨学科融合。 展开更多
关键词 离子电池 储能系统 火灾爆炸风险 防控策略 安全韧性
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