船用动力电池组风冷散热系统设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意

1.1研究背景

当前,为了应对石油化石燃料的枯竭,美国、口本、欧盟等国外发达国家为支持新能源产业发展,先后出台一系列政策,并取得一定的成效。国际海事组织(IMO) 59次环保会上,通过了关于新船舶能效设计指数(EEDI) 要求各国政府、船级社、航运公司采取相应的行动。简单地说,EEDI公式是根据CO2排放量和货运能力的比值来表示船舶能效。由于EEDI公式分子的第二部分为采用新节能技术减少燃油消耗所带来船舶能效的提高部分,可见,采用新节能技术是优化EEDI指数的一种措施[。为了适应这一新形势的需要,绿色船舶成为其中最重要的解决渠道和未来船舶的发展方向,其中新型能源在船舶上的应用是最具有革新性和代表性的技术。 然而,太阳能、风能、海洋能等新能源都属于低能量密度的清洁能源,且存在能量供应不稳定、不连续、随气候条件变化等问题,因此无论采用纯太阳能船舶供电系统,还是采用风光互补式的发电装置都需要加入储能电池,保证发电系统所产生的电力能够及时予以储存,同时能够实现供电补偿的效果,实现供电电源与用电设备的功率平衡,保证船舶供电系统的持续性和安全性。当前广泛采用磷酸铁锂电池串联成电池组来满足船舶部分能源的需求,然而温度对电池性能产生显著的影响。电池充放电过程产生的热量如果不能及时排出,将导致电池充放电性能衰减、加速老化,甚至出现热失控或爆炸。动力电池的热问题己成为严重制约其性能发挥的关键因素,也是当今船用动力电池产业化发展所面临的重大挑战。考虑到动力电池的热安全性、热稳定性和热均衡性问题,必须设计开发一个高效并拥有良好的热稳定性、安全性和均匀性的电池热管理系统(Battery Thermal Management System, BTMS)以保持各动力电池在最佳温度范围内工作,从而防止各电池出现极端温度。

2. 含国内外的研究现状分析

船用动力电池具有高能量密度、高功率密度、良好的充电性能、低自放电等优点。回顾电池的研究发展进程,国内外学者们开发出一系列动力电池,其中被广泛使用的主要包括镍氢电池、铅酸电池以及锂离子电池并且在全球产生一定的影响作用。

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