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ISSN 2097-650X（网络）

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Volume 46 期 6，2025 2025年第46卷第6期

    庄晓如, 李翔, 杨智

    2025, 46(6): 1-10. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.001
    摘要：高热流密度散热是当前微电子器件高效稳定运行的关键问题，微通道液液两相流动传热技术是一种有效的解决方案。综述了微通道液液两相流型的分类，其中弹状流相比于其他流型，具有显著的强化传热传质性能，是微通道液液两相流动中的重要流态。对微通道液液两相弹状流传热的研究进展进行了整理与分析，提出了当前研究中存在的科学问题：现有研究大多依赖于数值模拟方法，相关的实验研究相对较少；现有的数值计算模型通常简化了实际物理问题，且大多数未与实验数据进行对比验证；多数数值模型采用宏观数值计算方法捕捉两相界面，其对流场、温度场及界面传热传质的计算准确性仍需进一步验证；实验研究多集中于小通道，主要测定宏观尺度的全局数据，而对微观尺度下的局部和瞬时数据的研究较为缺乏。展望了微通道液液两相弹状流传热的未来研究方向。  
    关键词：液液两相流;微通道;传热;弹状流;多相流   
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    更新时间：2025-12-03

    张树铖, 任纪霖, 许翔, 牟连嵩, 陈彬, 殷翔, 曹锋

    2025, 46(6): 11-22. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.002
    摘要：新能源汽车热管理系统是保证热安全和热舒适性的关键，而电池热管理和乘员舱冷却强耦合，造成动态特性差。为此，本文针对某跨临界CO2汽车热管理系统进行研究，基于热舒适性与电池温度协同控制方法，通过在Amesim中搭建热管理系统及控制模型，对不同应用场景和工况下的热管理系统进行仿真分析，并与传统基于乘员舱温度的控制方法进行对比。结果表明：该热管理系统在各工况下能够迅速将乘员舱热环境和电池温度稳定在适宜范围，并具有良好的稳定性和较快的恢复速度，具有很好的抗扰动效果；同时与传统基于乘员舱温度的控制方法相比能够始终使乘员舱具有极好的热舒适性，验证了基于该控制方法的热管理系统的优越性。  
    关键词：汽车热管理;CO2;热舒适性;电池冷却   
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    更新时间：2025-12-03

    王家锋, 徐象国

    2025, 46(6): 23-33. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.023
    摘要：基于制冷剂直接冷却的电池热管理系统具有多干扰、强耦合及非线性特征，传统PID控制在电池温度调节过程存在超调现象且难以兼顾节能需求。基于第一性原理建立了直冷热管理系统的动态降阶模型，并利用实验数据验证了其线性化模型。基于该模型设计了一种线性时变模型预测控制（MPC）策略，并在电池冷却和WLTC驾驶循环2种工况下与PID控制进行对比。结果表明：在电池发热量恒定条件下，对比电池温度由50 ℃降至30 ℃的稳定时间，MPC控制策略为262 s，PID控制策略为965 s，同时MPC节约2.47%的能耗。在WLTC工况中，PID控制的温度波动较大，最大偏差为2.9 ℃，而MPC能够快速响应热负荷变化，稳定控制温度在30 ℃。2种控制策略的温度变化标准差分别为1.21 ℃和0.044 ℃，MPC策略在温度调节速度、能效及鲁棒性方面均优于PID控制。  
    关键词：电池热管理;直冷系统;制冷系统建模;模型预测控制   
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    更新时间：2025-12-03

    陈清华, 吴瑞龙, 季家东, 束凡

    2025, 46(6): 34-44. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.034
    摘要：为研究制冷剂相变对锂离子电池温控的影响规律，制定直冷系统散热方案，建立电-热耦合模型模拟电池生热，采用Lee模型模拟制冷剂相变过程。并利用实验对模型可靠性进行验证，误差在3%以内。对不同工况下的直冷系统进行数值模拟，分析口琴式冷板的不同边界条件、并联式和蛇形冷板的流道结构对直冷系统温控性能的影响。结果表明：2 C倍率工况下，直冷系统最高温度及温差分别比液冷系统降低7.12%和58.86%。蒸发温度从10 ℃升至20 ℃时，直冷板内部压差从45.74 Pa降至39.48 Pa，较低的蒸发温度可以促进制冷剂相变。入口处液相分数的升高有利于降低电池模组的最高温度，但会导致电池模组温差增大和液相制冷剂过剩。增加流道与电池底部有效接触面有助于电池散热，延长流道长度有利于制冷剂充分相变。  
    关键词：电池热管理;直冷系统;相变;流道   
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    更新时间：2025-12-03

    蔡云翔, 孙钦, 张博博, 顾晓滨, 张衍俊, 董凯军

    2025, 46(6): 45-55. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.045
    摘要：高效的电池热管理系统对锂电池安全运行至关重要，本文设计了一种基于波浪形流道的内嵌式复合冷板，耦合了相变材料和液体冷却，可用于锂电池的热管理。针对热饱和相变材料恢复潜热的过程，提出一种可量化分析不同结构配置的潜热恢复性能、流动能耗和综合性能的评估方法，通过对比综合性能得出内嵌式复合冷板的最优结构配置（圆弧流形-圆形截面-双流道-横截面积36 mm2-圆弧角150°），并通过实验验证了数值模型的有效性。基于优化的冷板结构，使用面热源模拟了锂电池3 C倍率运行期间的产热，并研究了基于不同相变材料液相分数的液冷延迟启动策略对冷却效果的影响。结果表明：当相变材料液相分数达到0.6时开启液冷可以获得最好的温度性能，冷板侧面的最高温度为38.32 ℃，最大温差为1.66 ℃，液冷运行时间相比持续液冷模式减少50.50%。  
    关键词：内嵌式复合冷板;结构优化设计;相变;潜热;电池   
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    更新时间：2025-12-03

    陈浪, 武卫东, 王烽先, 魏嘉祺, 张华

    2025, 46(6): 56-64. DOI: 10.12465/j.issn.0253-4339.2025.06.056
    摘要：为进一步提高CO2热泵系统性能，提出一种单级压缩二次节流串联气冷器的电动汽车CO2热泵空调系统。实验对比了二次节流系统与传统一次节流系统在不同环境温度条件下达到相同送风温度时的制热性能，并研究了在不同环境温度下系统制冷性能最优时的循环特性。结果表明：采用二次节流可有效降低CO2热泵系统能耗，提高系统COP，且环境温度越低，二次节流系统优势越明显；当系统送风温度为40 ℃、环境温度为-20 ℃时，二次节流系统功耗相比一次节流系统低256.1 W（降低15.4%），COP比一次节流系统高0.67（提高18.3%）。采用二次节流的CO2热泵空调系统，在-20 ℃的全新风环境下，系统送风温度为40 ℃时，制热COP为4.33；在43 ℃的全新风环境下，系统送风温度为23.6 ℃时，制冷COP可达到2.46，当室外环境温度超过35 ℃，系统制冷性能衰减较为显著。  
    关键词：汽车空调;CO2热泵系统;二次节流;系统性能;电动汽车   
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    更新时间：2025-12-03
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