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第1章 绪论 1

1.1 交通能耗概况 1

1.2 汽车节能与新能源汽车 2

1.3 动力电池 3

1.4 电池热安全 5

1.5 电池热管理研究进展 9

1.5.1 电池热管理性能要求与分类 9

1.5.2 基于耐温电池材料的热控 11

1.5.3 以空气为介质的电池热管理系统 12

1.5.4 以液体为介质的电池热管理系统 13

1.5.5 基于相变传热介质的电池热管理系统 13

第2章 电池的产热原理及模型 15

2.1 电池的产热 15

2.1.1 Li-ion电池产热行为 15

2.1.2 SEI的分解 16

2.1.3 电解液分解 16

2.1.4 正极分解 17

2.1.5 负极与电解液的反应 17

2.1.6 负极与黏合剂的反应 17

2.2 电池产热量与速率计算 18

2.3 电池热量的扩散 19

2.4 电池热数学模型 20

第3章 风冷式电池散热 27

3.1 概述 27

3.2 被动式与主动式 28

3.3 串行通风与并行通风 28

3.3.1 串行通风方式 29

3.3.2 并行通风方法 31

3.4 交替式通风 36

3.5 电池排列方式 37

3.6 单体电池结构的影响 38

第4章 液冷式电池散热 40

4.1 概述 40

4.2 被动式和主动式 41

4.3 直接接触式与间接接触式 42

4.4 液冷式电池散热效果 42

4.5 夹套结构液冷系统 43

4.5.1 系统工作原理 43

4.5.2 单体电池结构 44

4.5.3 电池模块结构 45

4.6 板式液冷系统 46

4.6.1 单进单出式流道 46

4.6.2 多进多出式流道 47

4.6.3 蛇形通道冷板 51

4.6.4 超薄内斜翅片微通道液冷板 54

4.7 其他液冷系统 56

第5章 基于相变材料的电池热管理 58

5.1 概述 58

5.2 基本原理 59

5.3 PCM性能要求 60

5.4 动力电池的基本类型 60

5.5 基于PCM散热的圆柱形动力电池系统 61

5.5.1 电池的热物性测试 61

5.5.2 单体电池热管理系统模型 62

5.5.3 PCM导热系数与电池温度变化的关系 64

5.6 PCM导热系数对方形动力电池的散热影响 67

5.6.1 基于PCM散热的方形Li-ion电池系统 67

5.6.2 PCM导热系数对传热的影响 68

5.7 几种典型的PCM电池热管理系统 71

5.7.1 PCM／泡沫铝电池热管理系统 71

5.7.2 PCM／泡沫铜电池热管理系统 73

5.7.3 PCM／膨胀石墨电池热管理系统 74

5.7.4 PCM／振荡热管电池热管理系统 76

5.8 影响系统性能的主要参数 76

第6章 相变材料的制备与性能 78

6.1 概述 78

6.1.1 相变材料热力特性 78

6.1.2 相变材料分类 79

6.2 电池热管理用PCM 82

6.3 PCM强化传热 82

6.3.1 金属材料对相变材料的强化传热 82

6.3.2 多孔介质对PCM的强化传热 83

6.3.3 其他材料对PCM的强化传热 86

6.4 PCM胶囊 87

6.4.1 PCM微／纳胶囊的制备方法 87

6.4.2 PCM微胶囊的强化传热 94

6.5 PCM的分子动力学模拟 97

6.5.1 分子动力学模拟的方法与理论 97

6.5.2 单质烷烃的比热与导热系数 98

6.5.3 高导热纳米金属粒子在烷烃中的扩散特性 102

6.5.4 烷烃基相变胶囊传热介质的自扩散特性 106

第7章 基于热管的电池散热 111

7.1 概述 111

7.2 热管冷却基本原理 111

7.3 热管内流动工质选择 112

7.4 热管性能要求 114

7.5 热管的相容性及寿命 116

7.6 热管的工作条件 116

7.7 几种典型热管的电池散热管理系统 118

7.7.1 重力型热管 118

7.7.2 烧结热管 120

7.7.3 环路热管 125

7.7.4 脉动热管 127

7.8 相变材料与热管耦合散热 135

第8章 其他电池散热方式 138

8.1 概述 138

8.2 微通道换热器空调冷却 138

8.3 热电制冷 141

8.4 沸腾冷却 144

第9章 低温环境电池的加热 148

9.1 概述 148

9.2 常规空气加热 148

9.3 相变材料加热 151

9.4 电加热 152

9.5 帕尔帖效应 155

9.6 其他加热方式 157

参考文献 159