【摘要】：動力電池作為新能源汽車的核心部件,隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)而迎來了高速發(fā)展期。動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(Battery Thermal Management System,BTMS)是電動車動力電池系統(tǒng)的重要組成部分,它直接影響動力電池的性能、循環(huán)壽命及使用安全等,是電動車整車熱管理最重要的組成部分。隨著國家政策的大力推進及市場的廣泛應(yīng)用與推廣,對電動車電池系統(tǒng)熱管理的要求也逐步提高。目前電動車輛上使用的動力電池多為鋰離子電池,且是由多個單體電池通過串并聯(lián)方式組成電池組,又稱為電池包。鋰離子電池在進行充放電時,內(nèi)部將產(chǎn)生大量的熱量。如果散熱不及時,會導(dǎo)致電池局部溫度快速上升,電池使用壽命大大縮短,嚴重時甚至?xí)斐呻姵責(zé)崾Э?發(fā)生爆燃。因此如何提升動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的綜合設(shè)計水平,如何驗證動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的成熟度,已成為電動車產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)與測試驗證的熱點和難點問題。本文基于實際工程應(yīng)用案例的某款動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計開發(fā)及試驗驗證過程,重點研究動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化及試驗測試技術(shù),主要研究內(nèi)容如下:(1)在文獻綜述的基礎(chǔ)上,重點研究了動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)開發(fā)的背景、現(xiàn)狀,提出動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計優(yōu)化與試驗測試的方法及意義,概述動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀。(2)研究動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的構(gòu)造、工作原理、分類及其特點,提出動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程,基于動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的功能要求,提出動力電池?zé)峁芾聿糠纸Y(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案。(3)根據(jù)項目實踐研究的某款動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù),通過對動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)建模與仿真設(shè)計,重點研究動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的冷卻介質(zhì)的流量、加熱及散熱關(guān)鍵工況,進一步優(yōu)化動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)關(guān)鍵部件參數(shù),本次研究重點通過對冷卻系統(tǒng)水冷板結(jié)構(gòu)改進優(yōu)化,改善了冷卻流道的通暢性,明確關(guān)鍵部件選型依據(jù)。(4)依據(jù)系統(tǒng)仿真優(yōu)化結(jié)果,對動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)開展試驗測試技術(shù)研究,提出動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的優(yōu)化方案,結(jié)合該款電池開展試驗測試,并將試驗測試結(jié)果與相關(guān)的建模仿真結(jié)果進行對比分析,綜合得出動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的合理性。本次研究的結(jié)構(gòu)改進方案,經(jīng)過流場與溫度場仿真驗證,驗證了優(yōu)化改進結(jié)果,電芯溫差降低2℃,最高溫度降低1.6℃,有效地改善了該款電池的熱管理系統(tǒng)。本人在工作單位中重點負責(zé)動力電池的熱管理系統(tǒng)的性能驗證和優(yōu)化,對新產(chǎn)品投放市場前進行售后技術(shù)支持預(yù)評估,對批量車型搜集并分析售后問題,提出改進建議,為用戶做好售后服務(wù)工作。經(jīng)過預(yù)評估用戶的反饋,本單位的該款動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)還有進一步的優(yōu)化設(shè)計空間,由此,本研究如上所述進行了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和試驗驗證,以滿足電動車動力電池冷卻性能不斷改進提高的需要。本次課題所專項研究的冷卻板結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進,也是特別針對電池包液冷系統(tǒng)中最關(guān)鍵、最重要的零部件之一進行的優(yōu)化。其所改進并驗證的該結(jié)構(gòu)參數(shù),已經(jīng)正式進入企業(yè)技術(shù)更改系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(AVON),可以給后續(xù)新車型的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計以數(shù)據(jù)支撐。
【圖文】：

電動汽車發(fā)展水平需要與世界先進水平保持高度同步[28]，逐漸發(fā)展并形成際先進水平的新能源整車以及核心零部件技術(shù)企業(yè)。后續(xù)發(fā)展的十年，會動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展與布局形成的關(guān)鍵時期段，電動汽車產(chǎn)業(yè)必將成為推動、至區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的新的增長力量。我國新能源汽車市場環(huán)境分析著國家對于汽車行業(yè)的不斷大力改革、相應(yīng)支持政策的不斷出臺，以及新發(fā)展，現(xiàn)在新能源汽車數(shù)量在整個汽車市場成指數(shù)式上漲[27]。2014年被稱為汽車啟動的“元年”，2015年產(chǎn)銷雙雙突破30萬輛，增幅超過340%。根據(jù)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2017年新能源汽車產(chǎn)量達79.4萬輛，銷售77.7萬輛，同比分別53.3%[27]，連續(xù)三年產(chǎn)銷量居世界第一。新能源汽車市場占比2.7%，比上個百分點。據(jù)最新數(shù)據(jù)，2018年中國新能源汽車產(chǎn)銷達到125.6萬輛，專家的新能源汽車產(chǎn)銷或達150萬輛。2015-2017年新能源汽車月度銷量比較見圖

圖 1.2 2018-2026 年我國新能源車需求預(yù)測1.3 論文研究意義隨著國家最新提出了節(jié)能減排以及低碳經(jīng)濟戰(zhàn)略，這為新能源汽車的技術(shù)速推廣提供了絕佳的機遇[27]。不僅如此，還促進了整個新能源產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升電池是新能源汽車的關(guān)鍵核心部件，而動力電池?zé)峁芾碛种苯雨P(guān)系著整車性性的成熟度，與用戶體驗及用車成本息息相關(guān)，如何做好動力電池?zé)峁芾硪辉雌囇邪l(fā)的痛點問題，因此非常有必要對動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計和測術(shù)研究。作為能量存儲單元，動力電池驅(qū)動著整個電動車輛的行駛以及負責(zé)車輛的反復(fù)的充放電過程中，電池必然會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致自身的工作溫度迅速電池溫度一旦超出工作溫度范圍，必然會影響電池的一些工作特性，甚至?xí)?
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U469.72

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