【摘要】：隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的快速發(fā)展,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池組存在的問題也不斷暴露出來。電池溫度對(duì)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程和電池包的使用壽命有著決定性作用,甚至直接關(guān)系電動(dòng)汽車司乘人員的生命安全,采用科學(xué)合理的熱管理系統(tǒng)將電池組溫度控制在安全合理的溫度范圍之內(nèi),有助于改善動(dòng)力電池的性能以及延長(zhǎng)其使用壽命,保障其使用安全性。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先分析了研究電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的意義以及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,針對(duì)其存在的問題和不足,提出了復(fù)合相變材料與半導(dǎo)體制冷技術(shù)相結(jié)合的電池?zé)峁芾砟Ｐ�。其�?本文對(duì)TAFEL—LAE895型100Ah三元鋰電池在不同放電倍率下的產(chǎn)熱進(jìn)行了理論分析,并基于Bernardi等人提出的產(chǎn)熱計(jì)算公式,對(duì)本文研究所選的三元鋰離子電池進(jìn)行了不同放電倍率下的產(chǎn)熱計(jì)算,同時(shí)從傳熱學(xué)角度,根據(jù)傳熱學(xué)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了驗(yàn)證。第三,根據(jù)本文所設(shè)計(jì)熱管理模型以及理論分析數(shù)據(jù),采用Fluent仿真軟件模擬了石蠟融化過程以及不同放電倍率下,本文所設(shè)計(jì)熱管理模型對(duì)電池表面溫度控制效果,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果較為接近,純石蠟吸熱后流動(dòng)性較強(qiáng),隨著石墨含量的增加,復(fù)合相變材料導(dǎo)熱率提升,熱管理效果逐漸增。最后,搭建了動(dòng)力電池充放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了不同倍率下放電實(shí)驗(yàn),研究電池表面溫升及溫度均勻性情況,從而驗(yàn)證熱管理效果。結(jié)果表明,電池表面溫升速率以及最高溫度隨充放電倍率的增大而顯著增加,且單體電池之間的溫度均勻性也會(huì)隨之變差。增加膨脹石墨含量可提升復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能,降低石蠟吸熱熔化后的流動(dòng)性,提高其熱管理性能;將復(fù)合相變材料與半導(dǎo)體制冷技術(shù)結(jié)合后,對(duì)該熱管理性能有較大提升,且相變材料導(dǎo)熱率越高,控溫效果越明顯。在電池組高倍率放電工況下,可將電池表面最高溫度控制在500℃以下,并改善了電池組內(nèi)單體電池之間溫度均勻性,將溫差控制在了3℃之內(nèi)。
【圖文】：

人們?yōu)榇艘哺冻隽司薮蟮拇鷥r(jià)，能源危機(jī)逐漸之間的競(jìng)爭(zhēng)不僅取決于科技水平的競(jìng)爭(zhēng)，而且能源實(shí)力，進(jìn)一步?jīng)Q定著一個(gè)國(guó)家的生死存亡，因此，能的難題。石油作為一種高能量密度的能源，可提煉為的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要燃料，然而美中不足的是石油是不儲(chǔ)量較少。 月發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》（Statistical Review o世界能源的統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果，，如圖 1-1 所示，2017 .2%相比較高，約為 2.2%，成為自 2013 年以來增長(zhǎng)費(fèi)的平均增速（1.7%）。從能源種類角度看，全球能依次為可再生能源以及石油。其中約 4/5 的增漲量源量就占了其中的 30%左右。2017 年我國(guó)能源消費(fèi)增長(zhǎng)增量較大的國(guó)家中，我國(guó)已經(jīng)連續(xù) 17 年位居榜首。長(zhǎng)了 170 萬桶/日，雖然與 2016 年基本持平，但與過日）相比增量明顯升高。

圖 1-2 世界一次性能源消費(fèi)占比的分析得出，能源危機(jī)主要?dú)w因與我國(guó)越來越大著地球上如石油和天然氣等不可再生燃料資源。越來越嚴(yán)重，問題也日益突出，汽車尾氣排放出的，燃油汽車成為了帶來環(huán)境污染和能源危機(jī)的罪睞，在此社會(huì)大趨勢(shì)下，新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生。新兩種：純電動(dòng)汽車（Electric Vehicle，簡(jiǎn)稱 EV）和HEV）[2]。作為電動(dòng)汽車主要?jiǎng)恿χ吹膭?dòng)力電池，主要零部件，動(dòng)力電池的性能（主要包括其循環(huán)一定程度上決定了電動(dòng)汽車的發(fā)展，尤其是其使，同時(shí)由于消費(fèi)市場(chǎng)的需求，對(duì)動(dòng)力電池性能提出能量利用率，在大倍率充放電工況下保證電池的使動(dòng)汽車能夠采用的動(dòng)力電池類型主要有：鋰離子價(jià)較低，工作電壓平穩(wěn)，但其能量密度低，對(duì)環(huán)
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 盧高慶;韓海倫;楊德軒;任科臣;李珂;;基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的動(dòng)力電池箱熱管理應(yīng)用研究[J];電子世界;2014年03期

2 徐曉明;趙又群;;基于雙進(jìn)雙出流徑液冷系統(tǒng)散熱的電池模塊熱特性分析[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年03期

3 張國(guó)慶;饒中浩;吳忠杰;傅李鵬;;采用相變材料冷卻的動(dòng)力電池組的散熱性能[J];化工進(jìn)展;2009年01期

4 張國(guó)慶;張海燕;;相變儲(chǔ)能材料在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年08期

5 陳玉紅;唐致遠(yuǎn);盧星河;譚才淵;;鋰離子電池爆炸機(jī)理研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2006年06期

6 曹秉剛,張傳偉,白志峰,李竟成;電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 姜貴文;高導(dǎo)熱復(fù)合相變材料的制備與動(dòng)力電池?zé)峁芾響?yīng)用研究[D];南昌大學(xué);2017年

2 謝標(biāo);復(fù)合相變材料儲(chǔ)能及熱控的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 饒中浩;基于固液相變傳熱介質(zhì)的動(dòng)力電池?zé)峁芾硌芯縖D];華南理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 丁玉章;新能源汽車動(dòng)力電池包液冷散熱特性仿真研究[D];重慶交通大學(xué);2017年

2 趙佳騰;相變儲(chǔ)能材料/脈動(dòng)熱管耦合傳熱性能研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

3 王宇;半導(dǎo)體制冷及其在動(dòng)力電池?zé)峁芾碇械男阅苎芯縖D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

4 李策園;純電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池組溫度場(chǎng)特性研究及熱管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2014年

5 吳軍瑤;我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];山西財(cái)經(jīng)大學(xué);2014年

6 靳鵬超;新能源汽車用鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2013年

7 張江云;基于相變散熱的動(dòng)力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

8 許超;混合動(dòng)力客車電池包散熱系統(tǒng)研究[D];上海交通大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2600756