與其他類(lèi)型可充電電池相比，鋰離子電池在能量、動(dòng)力、耐用性和安全性等方面都具有優(yōu)勢(shì)，其被作為新能源汽車(chē)主要?jiǎng)恿υ炊鴱V泛使用

。但是電池組在快速充放電循環(huán)中，會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，若這些熱量不及時(shí)疏散，會(huì)導(dǎo)致電池組過(guò)熱，影響鋰離子電池的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生燃燒、爆炸等，危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全

。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)散熱性能良好的鋰離子動(dòng)力電池冷卻散熱系統(tǒng)來(lái)解決其在高充放電條件下熱失控問(wèn)題很有必要。

目前，電池組散熱主要有空冷

、液冷

、相變冷卻

和熱管冷卻

。液冷因其良好的散熱冷卻效果受到越來(lái)越多新能源汽車(chē)廠家青睞。Monika等

對(duì)方形磷酸鐵鋰(LiFePO

)電池的并行迷你流道冷板進(jìn)行了分析，并研究了通道數(shù)、通道寬度、冷卻液流量、冷卻液溫度和環(huán)境溫度等對(duì)電池組散熱的影響。Nabeel等

對(duì)基于方形熱源的并行流道和蛇形流道結(jié)構(gòu)冷板進(jìn)行了仿真分析，并在流道中加入槽和肋，改善了散熱特性，但其壓力損失大功耗高。Panchal 等

研究了不同放電倍率、冷卻液溫度和流速下蛇形流道冷板對(duì)電池組散熱影響，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，但并未對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，蛇形流道散熱不均勻并未得到有效解決。Deng等

、Huang等

和Kong等

設(shè)計(jì)了流線型流道冷板、雙層反轉(zhuǎn)流道冷板和并行發(fā)散流道冷板，僅是基于傳統(tǒng)并行流道冷板的改善，并行流道壓降大和散熱不均勻等問(wèn)題并未得到有效改善。Sheng等

基于方形鋰離子電池設(shè)計(jì)了一種新型雙進(jìn)出口蛇形通道冷板，并研究了流向、流量和流道寬度對(duì)冷卻效果的影響，但由于采用雙進(jìn)出口其壓力損失大功耗高。Amalesh 等

基于7 條直流道的冷板，提出了7 種不同流道線形的冷板進(jìn)行了分析，其中圓槽形和鋸齒形流道冷板在散熱性能方面表現(xiàn)最優(yōu)，但由于其七進(jìn)七出的流道設(shè)計(jì)導(dǎo)致功耗和壓降也較大。上述結(jié)果表明傳統(tǒng)并行流道冷板、蛇形流道冷板和直流道冷板冷卻均存在散熱效率低的缺點(diǎn)，已不能滿足持續(xù)發(fā)展的鋰離子電池的散熱要求。因此，設(shè)計(jì)一款具有良好散熱性能和流動(dòng)特性的微型流道冷板對(duì)提升鋰離子電池組的散熱非常必要。徐尚龍等

建立了樹(shù)型流道結(jié)構(gòu)用于芯片冷卻，并將其與另外三種具有相同散熱面積和邊界條件的微通道散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了樹(shù)型流道結(jié)構(gòu)在散熱效果和流動(dòng)特性方面效果更優(yōu)。吳龍文等

設(shè)計(jì)了多種仿生流道結(jié)構(gòu)并與普通平直流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，研究表明蜘蛛網(wǎng)型流道結(jié)構(gòu)綜合散熱性能最優(yōu)。

受自然界中植物葉脈，動(dòng)物的氣管、血管等具有良好的傳熱傳質(zhì)特性啟發(fā)，可借鑒昆蟲(chóng)翅脈結(jié)構(gòu)對(duì)冷卻系統(tǒng)中冷板的流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本工作運(yùn)用數(shù)值仿真對(duì)仿生翅脈流道和兩種不同進(jìn)出口位置并行流道冷板的冷卻效果進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)電池組相鄰冷板冷卻液流向和流道槽深等方面進(jìn)行了仿真優(yōu)化。

2）通過(guò)構(gòu)建“三個(gè)平臺(tái)”+“兩個(gè)不間斷”的培養(yǎng)模式，使培養(yǎng)的醫(yī)學(xué)人才既能勝任臨床工作，又具備一定的科研能力，真正完成在醫(yī)教協(xié)同背景下“魚(yú)漁兼得”的臨床醫(yī)學(xué)碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)[2]。

當(dāng)高壓繞組發(fā)生軸向位移時(shí),會(huì)改變高低壓繞組之間的互感以及高低壓繞組間的電容數(shù)值。但文獻(xiàn)[3,8]的研究表明,當(dāng)發(fā)生相同程度的軸向位移時(shí),電容的變化量不到1%,而高低壓繞組之間互感的變化量超過(guò)10%,即互感的變化量數(shù)級(jí)為電容變化量數(shù)級(jí)的10倍以上。由此可知,在研究變壓器繞組軸向變形時(shí),可以忽略電容的變化量,只考慮互感的變化。

1 仿生翅脈流道冷板

電池組由10塊某型號(hào)方形鋰離子電池組成，由布置于電池兩側(cè)的冷板對(duì)電池進(jìn)行冷卻，鋰離子電池尺寸(長(zhǎng)×寬×高：135 mm×25.3 mm×170 mm；正負(fù)極接線柱半徑×高：9 mm×10 mm)。為了提高散熱系統(tǒng)的效率，降低動(dòng)力電池的溫度，增強(qiáng)電池組溫度場(chǎng)均勻性，基于鱗翅目昆蟲(chóng)翅脈

設(shè)計(jì)了一款新型仿生翅脈流道冷板(長(zhǎng)×寬×厚：170 mm×135 mm×6 mm)，如圖1 所示。流道由若干級(jí)組成，冷卻液從入口流入后由直流道段流向中間分形流道，然后匯聚到另一側(cè)直流道后由出口流出。圖2為仿生翅脈流道冷板參數(shù)示意圖，其中流道主體尺寸為(不含流道出入口)：長(zhǎng)×寬×深156 mm×124 mm×4 mm；出入口流道和主流道橫截面槽寬7 mm；主流道對(duì)角拐角處流道寬為4 mm，且其與兩側(cè)主流道之間的夾角均為45°。

仿生翅脈流道參數(shù)滿足：

式中，

為流體密度；

、

、

為速度矢量

在

、

、

三個(gè)方向的分量。

和

分別為流體的運(yùn)動(dòng)黏度和流道內(nèi)冷卻液壓力。

假設(shè)電池的比熱容和導(dǎo)熱率不隨溫度而變化；電池由各向同性且均勻分布的材料組成。方形鋰離子電池的熱傳導(dǎo)控制方程為：

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 熱傳遞模型

式中，

代表翅脈流道級(jí)次，

L

表示第

級(jí)流道長(zhǎng)度，從中間到兩側(cè)流道的第一級(jí)流道長(zhǎng)度

依次為20 mm、18 mm、14 mm 和10 mm；

W

表示第

級(jí)流道寬度，所有流道的第一級(jí)流道寬度

均為5 mm；

和

分別表示第

+1 級(jí)流道與第

級(jí)流道的長(zhǎng)度之比與寬度之比，取值均為0.8；

表示上級(jí)流道與次級(jí)流道之間的夾角為22.5°；

表示相鄰流道之間的間距，從中間到兩側(cè)

取值依次為27 mm、23 mm、19.5 mm和10.5 mm。

其中

、

C

和

分別為電池平均密度、比熱容和生熱速率；

為電池?zé)崃W(xué)溫度；

λ

、

λ

、

λ

分別表示

軸、

軸和

軸的導(dǎo)熱率。

生熱速率

表達(dá)式如下:

許多工程施工單位都在檔案管理人員的分配上存在著較大的問(wèn)題和矛盾。第一，專(zhuān)職檔案管理人員較少?，F(xiàn)在一些工程施工管理單位的檔案管理人員具有以下特點(diǎn)：業(yè)務(wù)技術(shù)人員兼職多、年輕從業(yè)人員多、專(zhuān)職人員較少，甚至沒(méi)有。這樣的情況極為普遍，而且這些從業(yè)人員大多沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，缺乏相應(yīng)的檔案管理知識(shí)和技能，很難滿足檔案管理的工作需求。第二，業(yè)務(wù)技能掌握不熟練。道路工程檔案管理人員的文化水平普遍不高，并且有很大一部分人還缺乏相應(yīng)的工程技術(shù)知識(shí)和工程管理經(jīng)驗(yàn)，致使在實(shí)際的檔案管理工作中歸檔質(zhì)量不高、檔案材料積累不全、卷宗收集質(zhì)量較差、檔案整理不規(guī)范的現(xiàn)象比比皆是，嚴(yán)重影響了道路工程檔案的歸檔效率。

式中，

、

和

分別為冷板傳熱系數(shù)、熱力學(xué)溫度和密度；

C

和

分別為冷板密度和時(shí)間。

冷板熱傳遞控制方程為：

2.2 流體控制方程

流動(dòng)與傳熱過(guò)程所遵循的質(zhì)量、動(dòng)量和能量控制方程如下。

（1）質(zhì)量守恒方程

創(chuàng)傷性顱內(nèi)損傷的致傷因素主要有交通傷、高處墜落傷、平地跌倒傷、運(yùn)動(dòng)傷、物體砸落傷、機(jī)械致傷、利器穿刺傷、毆打施加傷等。其中，交通傷是最主要的致傷因素（占33.8%），其次為意外損傷（占21.5%）、毆打施加傷（占17.3%）等。高處墜落傷導(dǎo)致的平均住院時(shí)間、住院費(fèi)用以及藥品費(fèi)用均居第1位，分別為20.7天、57 023.7元、19 703.0元，提示高處墜落所導(dǎo)致的創(chuàng)傷性顱內(nèi)損傷可能往往更為嚴(yán)重；而交通傷導(dǎo)致的創(chuàng)傷性顱內(nèi)損傷占比居第1位，詳見(jiàn)表1。

和

c

分別為流體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容。

鎖屏密碼的安全性是指密碼的有效程度，即密碼防止被破譯的程度。密碼的破譯方法主要有窮舉攻擊法、統(tǒng)計(jì)分析法和數(shù)學(xué)分析攻擊法。密碼的破譯方法不是本文研究重點(diǎn)，為支持此論文開(kāi)展研究，此論文只涉及第一種破譯方法。針對(duì)窮舉破譯方法，密碼的安全性則體現(xiàn)在密碼被嘗試出的概率。換言之，一個(gè)密碼鎖所擁有密碼的組合越多，其安全性便越高[4]。因此，本文研究的一個(gè)重點(diǎn)是分析與計(jì)算各式圖形密碼鎖的圖案數(shù)量。

（3）能量守恒方程

（2）動(dòng)量守恒方程

2.3 邊界條件及參數(shù)設(shè)置

為提高計(jì)算精度，電池正負(fù)極接線柱采用結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格，其余部件采用非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格，在流體與固體壁面交界處建立邊界層，并對(duì)其進(jìn)行加密化處理。在流固耦合過(guò)程中，選取無(wú)滑移作為壁面與冷卻液的速度邊界條件，即在冷板流道壁上流體速度為零，采取50%濃度的乙二醇溶液作為冷卻液，冷卻液初始溫度298.15 K，入口邊界條件為速度入口，入口流速為0.4 m/s，求得

R

=643.23＜2300，流體流動(dòng)類(lèi)型為層流，出口為壓力出口。冷卻液與冷板之間為對(duì)流換熱，鋰離子電池組與環(huán)境之間采用自然對(duì)流，傳熱系數(shù)設(shè)置為2 W/(m

·K)，初始環(huán)境溫度設(shè)置為293.15 K。壓力與速度耦合方法采用SIMPLE算法，壓力、動(dòng)量和能量離散方法采用二階迎風(fēng)格式，松弛因子采用默認(rèn)值，步長(zhǎng)為1 s，總步數(shù)為960。利用FLUENT軟件對(duì)仿生翅脈流道冷板鋰離子散熱進(jìn)行了仿真計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 模型驗(yàn)證

對(duì)單體電池在1 C、2 C和3 C三種不同放電倍率下電池表面平均溫度進(jìn)行模擬計(jì)算并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖3 所示。由圖可知，單體電池仿真模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。表明所用熱模型能夠很好地預(yù)測(cè)電池真實(shí)生熱速率。

3.2 網(wǎng)格獨(dú)立性分析

仿真過(guò)程中，為確保計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性，對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行獨(dú)立性驗(yàn)證至關(guān)重要。針對(duì)圖1散熱模型，采用2275131、10546754、11683957 和13891860共4 個(gè)不同數(shù)量網(wǎng)格單元對(duì)電池組在3 C 放電下進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如圖4 所示。當(dāng)網(wǎng)格單元數(shù)達(dá)到10546754時(shí)，網(wǎng)格單元數(shù)目增大，電池組表面最高溫度和平均溫度幾乎沒(méi)有變化。為了提高計(jì)算效率，減少計(jì)算時(shí)間，計(jì)算域網(wǎng)格單元數(shù)取10546754 進(jìn)行計(jì)算，其網(wǎng)格劃分如圖5所示。

3.3 仿生翅脈流道冷板與并行流道冷板冷卻比較

在鋰離子電池3 C 放電倍率下，基于數(shù)值傳熱方法，對(duì)流道冷卻液與流道壁對(duì)流傳熱面積基本相同(仿生翅脈流道：31411 mm

；并行流道：33204 mm

)的仿生翅脈流道冷板和并行通道冷板冷卻鋰離子電池效果進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果如圖6與圖7所示。仿生翅脈流道冷板冷卻電池組表面最高溫度為318.00 K，表面平均溫度為315.72 K，溫差為9.04 K；出入口異側(cè)并行流道冷板與出入口同側(cè)并行流道冷板冷卻電池組表面最高溫度分別為319.37 K 和321.01 K，表面平均溫度分別為316.81 K和317.26 K，溫差分別為9.94 K和11.74 K。仿生翅脈流道冷板冷卻電池組表面最高溫度比出入口異側(cè)和出入口同側(cè)并行流道冷板冷卻降低了1.37 K 和3.01 K，電池組表面平均溫度降低了1.09 K和1.54 K，電池組溫差分別降低了0.90 K和2.70 K。從圖6 仿生翅脈流道冷板和并行流道冷板冷卻電池組溫度場(chǎng)計(jì)算云圖可以看出，仿生翅脈流道冷板冷卻電池組，不但電池組表面最高溫度比并行流道冷板冷卻低而且溫度場(chǎng)也更加均勻，說(shuō)明新設(shè)計(jì)仿生翅脈流道冷板冷卻散熱性能更優(yōu)。圖7為仿生翅脈流道和并行流道冷卻冷板壓力分布云圖，由圖中可以看出，仿生翅脈流道冷板冷卻，冷卻板冷卻液入口、一級(jí)分流節(jié)點(diǎn)及中間流道壓力最大，冷板流道冷卻液出口壓力最小，壓降為307 Pa；冷卻液出入口異側(cè)布置并行流道冷板冷卻，冷板冷卻液入口壓力最大、連接冷卻液入口橫道、近冷卻液入口并行流道及連接冷卻液出口橫道遠(yuǎn)離出口部分壓力次之，出口壓力最小，壓降為394 Pa，冷卻液出入口同側(cè)布置并行流道冷板冷卻，冷板冷卻液入口處、連接冷卻液入口橫道、近冷卻液入口并行流道及連接冷卻液出口橫道遠(yuǎn)離出口部分壓力最高，出口壓力最小，壓降為346 Pa。仿生翅脈流道冷板冷卻壓降比出入口異側(cè)和出入口同側(cè)并行流道冷板冷卻都低，這表明仿生翅脈流道冷板冷卻消耗能量更少。

由于鐵路線路呈長(zhǎng)帶狀，這種GPR探測(cè)測(cè)線的布設(shè)導(dǎo)致每條測(cè)線都很長(zhǎng)且勘探所獲數(shù)據(jù)量巨大，與GPR探測(cè)配套的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)處理與解釋軟件例如常見(jiàn)的RADAN7等，往往需要對(duì)每條測(cè)線分段進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和翻漿冒泥病害的人機(jī)交互解釋圈定，尤其是各個(gè)翻漿冒泥病害區(qū)域底界控制點(diǎn)的標(biāo)定，根本無(wú)法按比例尺沿鐵路正線進(jìn)行狹長(zhǎng)帶狀區(qū)域翻漿冒泥病害底界深度等值線圖的繪制。有鑒如此，本論文結(jié)合RADAN7和Surfer軟件，提出了一種用于GPR勘探的鐵路翻漿冒泥病害底界的等值線圖繪制方法。

3.4 冷卻液流向?qū)浒謇鋮s性能的影響

為了分析電池兩側(cè)冷板冷卻液流向?qū)﹄姵亟M冷卻性能的影響，對(duì)電池組相鄰冷板冷卻液同向流和交錯(cuò)流兩種不同流向仿生翅脈流道冷板冷卻電池組溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如表1 和圖8 所示。從表1 可以看出，電池兩側(cè)冷板冷卻液交錯(cuò)流冷卻，電池組表面最高溫度為317.38 K，平均溫度為315.72 K；同向流冷卻電池組表面最高溫度為318.00 K，平均溫度為315.70 K。交錯(cuò)流冷卻比同向流冷卻電池組表面最高溫度降低了0.62 K，電池組表面平均溫度基本相同，兩者相差不大。與電池組相鄰冷板冷卻液同向流冷卻相比，交錯(cuò)流冷卻電池組溫差從9.04 K降到7.91 K，下降1.13 K，同比降低了12.5%，提升了電池組充放電溫度場(chǎng)的一致性。從圖8中也可以看出交錯(cuò)流冷卻電池組的溫度場(chǎng)分布要比同向流冷卻更加均勻。

組間的自變量是讓被試在所提供的實(shí)驗(yàn)材料(社交媒體)中進(jìn)行情境回憶，分為同步溝通和異步溝通兩組。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的被試分別被要求回憶并寫(xiě)下最近一次在網(wǎng)絡(luò)社區(qū)瀏覽帖子或新聞時(shí)留言評(píng)論后，很快就收到回復(fù)(同步)或是過(guò)了很久才收到回復(fù)(異步)的經(jīng)歷，同時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)檢驗(yàn)。隨后進(jìn)行量表填寫(xiě)，測(cè)量與研究一相同。

3.5 流道槽深對(duì)冷板冷卻性能的影響

為了分析流道槽深對(duì)冷板冷卻電池組的影響，在電池組相鄰冷板冷卻液為交錯(cuò)流，固定流道槽寬和相同質(zhì)量流量的條件下，計(jì)算了流道槽深從2 mm 增加到6 mm 不同仿生翅脈流道冷板冷卻電池組的溫度場(chǎng)，此時(shí)各不同流道槽深電池組雷諾數(shù)依次為160.82、321.65、483.47、643.29、804.11和964.94，均小于2300，流動(dòng)類(lèi)型均為層流，冷板厚度也從流道槽深為2 mm 時(shí)的4 mm 增加到流道槽深為6 mm時(shí)的8 mm。結(jié)果如圖9不同流道槽深電池組最高溫度、平均溫度、溫差變化曲線。從圖中可以看出，不同的流道槽深對(duì)電池組冷卻效果不同，流道槽深從2 mm 增加到6 mm，電池組表面最高溫度依次為317.00 K、317.25 K、317.38 K、317.40 K 和317.36 K，電池組表面平均溫度依次為315.37 K、315.60 K、315.73 K、315.77 K 和315.73 K，電池組表面最高溫度和平均溫度隨流道槽深的增加，上升趨勢(shì)逐漸減緩，當(dāng)流道槽深到達(dá)5 mm 后出現(xiàn)下降趨勢(shì)。這是由于在相同質(zhì)量流量條件下，當(dāng)流道槽深從2 mm 增加到5 mm 時(shí)，隨著流道橫截面面積逐漸增大，流速會(huì)逐漸減小，散熱性能降低；當(dāng)流道寬度從5 mm增加到6 mm時(shí)，隨著流道槽深的增加，冷板的厚度和流道中的冷卻液容量也逐漸增加，冷板和冷卻液能夠吸收更多的熱量，散熱能力有所提升。電池組溫差在流道槽深為2～6 mm 時(shí)分別為7.67 K、7.72 K、7.91 K、7.71 K 和7.62 K，且以流道槽深為4 mm 時(shí)為拐點(diǎn)，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，這是由于隨著流道槽深從2 mm 增加到6 mm，冷卻液流速減緩，冷板冷卻效率下降，冷板厚度和冷卻液容量的增加不足以彌補(bǔ)由于流速降低帶來(lái)的散熱性能的下降，這會(huì)使靠近冷卻液入口處低溫區(qū)域電池組表面最低溫度逐漸升高，從而引起電池組表面溫差隨流道槽深增加先增大后減小。流道槽深為2 mm時(shí)電池組表面最高溫度和平均溫度最小，溫差僅與最小值相差0.05 K可忽略不計(jì)，雖然當(dāng)流道槽深為5 mm后電池組表面最高溫度和平均溫度呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，但冷板重量和電池組所占空間均會(huì)隨流道槽深增大而增加。

4 結(jié) 論

基于方形鋰離子電池，設(shè)計(jì)了一款新型仿生翅脈流道冷板。結(jié)合數(shù)值傳熱學(xué)相關(guān)知識(shí)，通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)電池兩側(cè)冷板冷卻液流向和流道槽深等兩個(gè)方面對(duì)冷板冷卻電池組冷卻效果進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明，仿生翅脈流道結(jié)構(gòu)相較于兩種出入口位置不同的并行流道結(jié)構(gòu)在最高溫度和溫度分布均勻性方面都要優(yōu)于后兩者，其壓降也要更小，能耗更少；電池兩側(cè)冷板冷卻液交錯(cuò)流電池組溫度場(chǎng)一致性比同向流表現(xiàn)更好，且具有更好的散熱特性；流道槽深為2 mm時(shí)具有良好的散熱性能，流道深度越窄電池組重量和所占空間越小。根據(jù)目前的研究，電池組溫度保持在安全范圍內(nèi)，仿生翅脈流道冷板可應(yīng)用于解決鋰離子電池組的散熱問(wèn)題。

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