0 引言

作为电动汽车的关键装备，动力电池组的动力性、安全性对车辆性能和使用寿命起关键作用。电动车辆动力电池系统方案设计要通过对电池安全特性研究、成组及电池箱安全结构设计及工况、环境模拟测试的研究，使车辆有限空间合理布置电池包，从而解决各处温度不均匀影响电池单体一致性问题。因散热不好，局部温度升高又能触发电池内其他产生放热效应的反应和过程，温度再升高，再触发新的热反应。如此，即形成热产生-温升的正反馈循环，当高到一定温度时，电池会发生起火甚至爆炸，电池被认为是不安全的[1]。进行电池散热结构的优化设计和散热性能的预测，对提高电动车辆安全性和可靠性具有重要意义。

因此，通过优化电池包的结构，设计热管理系统的研究非常必要，通过优化系统安全性与可靠性，使电池组发挥最佳的性能和寿命，提高电池充放电循环效率，发挥电池的功率和能量，提高整车的性能。

关于未来自由王国的人类自由劳动，马克思有过一段相当著名的论述，在那段关于必然王国与自由王国的论述中，马克思强调真正自由王国的自由劳动开始于必然王国的彼岸。但是，他使用“王国”、“此岸”和“彼岸”这种类比的描述并没有带给人们关于自由劳动概念的更清晰的理解，反而引发了理解上的争议。

1 电池包热管理系统设计要求

电动汽车的动力电源系统必须满足GB/T18384-2015 电动汽车安全要求、QC/T 897-2011电动汽车用电池管理系统技术条件的要求和GB/T 31467-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统等相关标准要求。本文研究的锂离子电池正常工作温度范围为-20℃～50℃。最佳工作温度范围是使电池发挥最佳性能及最长寿命，且能有效地避免安全问题[2]。此项目锂离子电池最佳工作温度范围为20℃～40℃。不同模块间、不同单体间可允许温差同样需要限定。单体间温差过大会导致不同单体内化学物质的不平衡消耗，使电池低效、寿命短。不同模块间温差会导致不同的充放电行为，进而导致电池电量不均衡，降低电池性能及使用寿命。

以某互联网金融机构所提供的个人信用信息数据为基础，本文首先从业务逻辑的角度出发，即根据个人信用信息的四个方面：个人基本情况、个人征信历史、个人资产状况以及个人其他情况，构建较为全面的评价个人信用的指标体系，如表1所示。

电池选择要根据车辆动力性要求，确定电池模块数及模块电池的各项参数（功率、电压、重量、体积、形状）。在进行整车布置时，要根据整车布置情况提出对电池包的外部约束尺寸，即是电池箱结构设计。

2 锂离子电池CFD模拟分析

选择某品牌50 Ah锂离子电池进行了模拟分析。对于电池箱气体流动的具体工程问题，气体一方面受风机驱动，另一方面吸收电池释放热量而上升，运动过程是浮力驱动各项异性剪切流运动，故采用雷诺应力模型。网格划分采取局部细化的方法，对电池表面附近网格细化，兼顾计算的精确度和计算耗时[3]。

有五石的大葫芦，只想着拿来装水，生活中如惠子一样愚钝的人何止万千。物犹如此，即使有文能安邦、武能定国的人才，落在惠子这样的人的手里，其命运也就可想而知。物尽其用，不至于暴殄天物，人尽其才，少些冯唐李广，其关键还在于管理者啊。想到这些，就更为宋人惋惜，而对客人佩服得五体投地了。

选择雷诺应力模型为计算依据，设定环境温度300 K，重力加速度9.8 m/s2，流动介质为空气。通过数值模拟计算，发现电池间温差最大为4℃。靠近出口位置电池温度偏高，因为气流经过靠近入口位置电池后已经被加热，并把热量带到靠近出口位置。A箱内电池温度较B箱内高，可考虑增大A箱、B箱连接管道面积。

3 锂离子电池包热特性研究

根据传热学知识，电池包内热传递方式主要有：热传导、对流换热、辐射换热三种方式。电池包中的热过程应遵守热量平衡:

 

若在绝热条件下，有Qe=0，则表示电池温升ΔT的上式可以简化为:

 

式中：Qp——电池内各种过程产生的热量；Qe——电池和环境交换的热量；Qa——电池本身吸收的热量，它表现为电池温度的升降变化ΔT。电池吸收的热量用下式表示：

 

电池内各种过程产生的热量包括焦耳热和化学反应热。焦耳热主要决定于电池内阻，包括电极与电解液界面、隔膜、电解液、集流体和金属极耳的电阻，化学反应热是指组成电池的物质间化学反应热，可能是放热反应，也可能是吸热反应。这些反应强烈与否随温度不同而有变化，在某一温度下可能被热激活[4]。

某品牌50A·h锂离子电池的规格参数如下：

极柱半径：0.002 5 m；高(电池外部)：0.014 m；内部：0.006 m；总长：0.02 m。

根据上述计算公式估算得电池在不同倍率放电状态生热率如表3。

电池的组成材料性能参数：

电池总内阻6.5×10-3Ω。

电池内部平均比热：300 J/(kg·k)(实验测量估算得)

如果咳嗽影响到了日常的活动，可以对症选用单一成分化痰的药，小一点的宝宝可以用氨溴索糖浆，或者是乙酰半胱氨酸颗粒等；大一点的宝宝，还可以选择桃金娘油胶囊等。同时用空掌拍背帮助宝宝排痰。咳嗽厉害影响睡眠时，可以在医生指导下进行雾化治疗，雾化的药物可以只是单纯的生理盐水，用它来保持呼吸道湿润，减少刺激引发的咳嗽，或者根据症状在雾化机里添加化痰的药物成分氨溴索溶液，或者支气管扩张的药物成分沙丁胺醇溶液，必要时也可能用到消炎的激素成分如普米克令舒。需要说明的是，雾化的这几种药物都是处方药，需要在医生指导下用。

 

表1 电池组成材料及材料特性Tab.1 Battery materials and material properties

  

电池组成部分 材料 密度/(kg/m3) 比热J/(kg·k)导热系数W/(m·k)电池内部核心 混合多种材料 平均2 335 平均300 Kx=1.2 Ky=1.5 Kz=1电池外壳 铝壳 2 610 904 107电池正极极柱 铝合金 2 610 904 107电池负极极柱 黄铜 8 440 377 109

式中：R=长度×电阻率÷面积=1.96×10-5 Ω。

1C倍率电池包总电流33 A（由于一个模块即一组电池属于3并10串），由于分流单体电池电流为11 A。

1.外部环境变化对党员的思想观念带来负面影响。伴随着经济全球化的迅猛发展，西方社会中的政治观点、价值观念、文化潮流冲击着企业党员的思想观念，世界社会主义运动遭受挫折，市场经济负面因素等情况的冲击和影响，势必使一些企业党员在思想认识上出现偏差，导致思想和行为背离党的先进性要求。

 

表2 不同充电状态的电池电流Tab.2 Battery current of different charging status

  

倍率 1C 2C 3C单体电池电流 /A 11 22 33理论放电可持续时间/s 3 600 1 800 1 200

黄铜极柱生热率：

 

铝

极柱生热率计算公式：

铝合金极柱生热率：

生热率计算：

式中：电池——电池的电压随温度变化的温度系数取0.5 mV/k。

根据电池核心生热率计算公式：

到公共租界很有一截子路。三轮车踏到静安寺路西摩路口，她叫在路角一家小咖啡馆前停下。万一他的车先到，看看路边，只有再过去点停着个木炭汽车。

式中：R铜=长度×电阻率÷面积=5×10-5 Ω

电池外壳厚：0.001 m；

 

表3 不同倍率恒流放电电池内部各部分生热率Tab.3 Heat production rate of each part inside different rate constant exile electric battery

  

铜极柱生热率q铜1C 11 6 335 8 808 22 020 2C 22 19 800 34 556 89 224 3C 33 43 345 77 751 200 755充放电倍率 电池单体电流A电池内部生热率q铝极柱生热率q铝

通过三维建模以及模型网格图分析单个电池温度场，如图1，单体电池具有对称性。考虑两极柱生热的30块电池模块三维温度场分析。三维模型网格图，电池模型以及中间空气间隔模型，网格划分如图2所示[5]。

当加载到7%rad(89.11 mm)循环期间时，柱上内侧螺栓松动，造成上角钢被拉起与柱的接触面出现空隙。当加载到8%rad(101.84 mm)循环期间时，当位移归零时，角钢翼缘变形已经无法恢复，与柱之间产生间隙，同时梁腹板受挤压变形，以及上角钢加劲肋的焊缝出现裂缝。

  

图1 电池三维模型Fig.1 Cell 3D model

  

图2 电池1C倍率放电至截止电压时电池组随时间变化的温升曲线Fig.2 Battery temperature rise curve over time when battery 1C discharges to cut-off voltage

由分析可以看出，电池将各单体或模组组合在一起后，温度场并不是简单单体电池那样相加，电池之间相互影响，这主要是不同电池之间的边界条件不一样而导致的。由于密集摆放，中间电池没有边缘电池散发到环境中的热量多。再加上电池间的空气间隙起了一定的热传导作用，造成电池中间温度较高，热量的散失仅靠辐射、传导的方式是不能解决的。

围绕长江大保护战略，紧扣河湖永畅长清目标，持续开展健康河湖科学研究、评价指标和标准制定等工作，为推进河湖长制提档升级、维护健康生命提供技术支撑。

4 电池包热管理结构设计

根据电池包空气的引入位置和热空气的排出位置，科学设计电池模块间隙，形成风道，采用风冷和强制风冷的方式对电池包实施简单快捷的热管理。为保证各电池模块间散热均匀性，增设风机，在电池箱体内部设计导风板，以引导气流根据需要有效通过。

空气流速、风道尺寸和风机功率等热管理系统设计参数根据计算和有限元分析手段确定。有限元分析校核包括几何建模、网格划分（Hypermesh）和计算流体力学分析（Fluent）3 个主要部分。设计流程为估算散热量→初定风机功率→设计风道尺寸→计算压降、流速，确定风道界面尺寸→校核散热量→校核风道所需空间→试验验证。根据电池箱体容量的大小和电池放热特性匹配散热风流量，并保留足够的安全系数[5]。见图3。

  

图3 电池包成组Fig.3 Battery pack group

通过设置内置温度传感器或信息采集板，实时监控电池箱体内电池的温度。如图4所示，电池箱体内部通过挡板等导流方式引导内部气流流向，保证每个单体电池充分散热。

(1)考虑到介质含有焦粉等颗粒杂质以及在运行过程中会产生热量，易导致电渗析膜堵塞、老化变性，从而缩短膜寿命，故在工艺中设置预处理工序，对介质进行过滤和冷却，以保护设备。

  

图4 风道走向设计Fig.4 Duct design

5 电池包试验测试

将电池包加载到电池性能试验台进行测试，电池组通过设计风道，增加强制风冷系统之后，大电流充放电的温度在35℃，最低温与最高温温差只有1℃，满足了电池充放电特性需要，其温度场接近单体电池，具备优良的动力性能和热管理特性，能够满足整车的性能要求。

参考文献

[1]付正阳,林成涛,陈全世.电动汽车电池组热管理系统的关键技术[J],公路交通科技,2005(3):119-123.

[2]车杜兰,周荣,乔维高.电动汽车电池包热管理系统设计方法[J].天津汽车,2009(10):28-30.

[3]常国峰,陈磊涛,许思传.动力蓄电池风冷热管理系统的研究[J].汽车工程,2011,33(10):890-893.

[4]林成涛,李腾,陈全世.锰酸锂动力蓄电池散热影响因素分析[J].兵工学报,2010(01):88-93

[5]李哲,韩雪冰,卢兰光,等.动力型磷酸铁锂电池的温度特性[J].机械工程学报,2011(18):115-120.