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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PCM82

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