摘要：针对锂离子电池充放电设备内电池组温升过高、温度一致性不好的问题,以风冷系统充放电设备为研究对象,基于数值传热学理论,建立热力学计算模型并结合测试验证。通过抽象充放电设备散热特征,提取了两个影响电池组热特性的主要因素。针对不同托盘通风结构及不同风机布局分别设计了研究方案,并分析了不同托盘通风孔、不同托盘环形风口、不同风机位置及不同风机数量对电池组热特性及充放电设备流场的影响。结果表明:充放电设备放电温升测试数据与仿真数据接近,说明热力学模型准确;托盘通风孔对电池组热特性有一定积极影响,但作用有限;托盘环形风口通过提升电池表面湍动能强度,增强电池表面对流换热效果,从而对电池组热特性起关键作用;风机位置正对电池时,电池组具备更好的换热效果;风机数量与电池组热特性呈正相关关系,当风机数量为6时,既能满足电池组热特性,又能提高系统能耗。研究结果可为锂离子电池充放电设备的热特性管理提供一定的指导。

摘要：为解决锂离子电池充放电设备内电池组热管理系统的热特性需求,通过构建多通道电池组热管理系统扰流结构物理模型,结合单体电池实测参数进行热模型验证。基于有限体积法进行数值仿真研究,对无扰流及不同扰流结构分别进行数值模拟计算,采用努塞尔数和范宁摩擦系数分别表征电池组系统传热与流动特性,分析了扰流结构角度、扰流结构长度及扰流结构排列方式对电池组热管理系统传热与流动特性的影响。结果表明:扰流结构能够提升流场的湍流强度,提高电池表面的对流换热效率,增加系统的压差;增加扰流结构角度,电池组最高温度及最大温差先增大后减小,而增加扰流结构长度,电池组最高温度及最大温差则先减小后增大,当扰流结构角度为45°、扰流结构长度为15 mm时,系统的热特性表现最佳;当扰流结构角度与长度固定时,不同扰流结构排列方式对系统热特性影响较小,但均明显优于无扰流状态。以上研究成果为锂离子电池充放电设备中多通道电池组的热管理系统设计提供参考和依据。

摘要：为解决传统单相双向直流/直流(Direct Current/Direct Current,DC/DC)功率密度小、电能变换效率低、电流精度差等问题,设计了一种4相交错的双向DC/DC电路拓扑,并对电路拓扑的工作状态及数学模型进行了详细的分析。同时,提出了一种基于离散比例、积分(Proportion Integral,PI)的闭环控制策略,对其传递函数进行深入的研究,并利用DSP280049进行编程实现。最后,在实验室搭建了60 kW的实验样机,验证所提出控制策略的可行性和稳定性,使DC/DC的变化效率在全功率范围内达到95%,电流控制精度达到0.02%,动态响应时间可达25 ms。

摘要：为实现2组电池单体共负极新型锂电池串联化成分容的充电控制,设计了一种应用于高压串联分容的双通道恒压模块电路拓扑,并集合串联分容系统工作模式详细分析了电路拓扑的工作状态。同时,提出了一种基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)与零极点补偿相结合的电压电流双闭环控制策略,并通过DSP280025编程实现。在实验室搭建了完善的实验样机,验证所提出电路拓扑和控制策略的可行性。经过测试,锂电池在恒压充电过程中的控制精度可达0.02%,同时充电电流平滑无跳动。