隨著社會(huì)的發(fā)展,人類面臨著環(huán)境污染與節(jié)能減排的壓力。開發(fā)新能源汽車是現(xiàn)今能有效解決環(huán)境保護(hù)與能源的舉措。電動(dòng)車依靠電池提供能源,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)可以控制電池維持在合適的溫度范圍,保障其高效、安全和長壽命使用。強(qiáng)制對(duì)流電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)技術(shù),具有成本低,結(jié)構(gòu)復(fù)雜性小,維護(hù)方便和系統(tǒng)整體重量較輕等優(yōu)點(diǎn)。由于導(dǎo)熱硅膠具有高導(dǎo)熱性,能改善空氣導(dǎo)熱性差的缺點(diǎn)。因此,本文提出導(dǎo)熱硅膠耦合強(qiáng)制對(duì)流的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。在本文中,以實(shí)驗(yàn)方式測試電池在5 C放電過程的產(chǎn)熱溫度變化,使用軟件MATLAB擬合溫度曲線,并計(jì)算電池在5 C放電過程中產(chǎn)熱速率約為20.39 W。以實(shí)驗(yàn)方式,將提出的導(dǎo)熱硅膠復(fù)合銅網(wǎng)耦合強(qiáng)制對(duì)流的電池?zé)峁芾砑夹g(shù)應(yīng)用于單體電池。增加導(dǎo)熱硅膠的厚度,電池的溫度逐漸降低,而綜合成本和體積占比考慮,1.5 mm厚度的導(dǎo)熱硅膠較為合適。提高所耦合的風(fēng)速的大小,電池的溫度逐漸降低,而綜合能耗和散熱效果考慮,最佳風(fēng)速為3.5 m/s。改變風(fēng)機(jī)的位置,發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)置于電池的端側(cè)和面?zhèn)葘?duì)散熱效果影響不大,置于面?zhèn)嚷杂袃?yōu)勢。改變風(fēng)機(jī)數(shù)量,雙風(fēng)機(jī)的冷卻效果要優(yōu)于單風(fēng)機(jī)的。通過將5 C放電過程的產(chǎn)熱速率結(jié)合單體電池使用... 

【文章來源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

GDP及能源的增長[1]

有效程度進(jìn)行提高。Park[17]通過使用熱阻模型的仿真模擬的方式比較了不同結(jié)構(gòu)管道的入口和出口強(qiáng)制對(duì)流情況下對(duì)冷卻效果的影響（如圖 1-2 所示）。他發(fā)現(xiàn)采用錐形歧管（如圖 1-2（e）所示）的最高溫度遠(yuǎn)低于其他形狀。在出口空氣管道中引入減壓通風(fēng)可以進(jìn)一步降低最高溫度并改善均溫性。此外，當(dāng)電池產(chǎn)生有害氣體時(shí)，它依然是有效的。Sun和Dixon[18]也證實(shí)了以上的工作，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種三維瞬態(tài)熱模型，用于模擬 “Z 型”電池組的熱性能。結(jié)果表明，在出口管道處具有孔口的錐形流動(dòng)管道和冷卻板之間的波紋可以大大降低電池溫度，并改善溫度一致性。Mohammadian 和 Zhang[19]通過將針腳翅片插入氣流通道，為方形鋰離子電池提出了一種特殊的風(fēng)冷式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，使得電池的溫度場溫度更低且溫度一致性更高的。之后，他們?cè)诹鞯乐星度肓私饘黉X多孔泡沫材料，以進(jìn)一步提高鋰離子電池的溫度性能。在他們的研究中還研究了不同參數(shù)、不同的設(shè)計(jì)情況的影響，包括針翅片排列、排出速率、入口空氣速度和溫度、多孔插入物長度以及泡沫金屬的滲透性和孔隙率[20-21]。

圖 1-3 間接接觸式冷卻板的結(jié)構(gòu)圖[29,33]Fig. 1-3 Structure of indirect-contact cold plate總之，液體冷卻電池?zé)峁芾矸绞降睦鋮s效果確實(shí)是更為出眾的。但與空氣冷卻電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)相比，它不僅增加更多的重量，而且大幅度提高了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。此外，液體冷卻系統(tǒng)在工程應(yīng)用中還存在著冷卻劑泄露、成本較高等問題。（3） 相變材料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)技術(shù)空氣強(qiáng)制對(duì)流冷卻方式和液體冷卻方式的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，是以對(duì)流的方式來講電池所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行傳遞。同時(shí)冷卻介質(zhì)的循環(huán)需要設(shè)置管道，閥門，風(fēng)扇或泵等結(jié)構(gòu)，從而嚴(yán)重增加了電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。因此，在過去幾年中，科研人員發(fā)現(xiàn)利用物質(zhì)的相變過程中利用其潛熱的被動(dòng)冷卻方法，可以有效冷卻電池組的溫度。眾所周知，物質(zhì)分為三個(gè)相態(tài)：固相，液相和氣相。當(dāng)物質(zhì)從固相形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嘈螒B(tài)，或從液相形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嘈螒B(tài)時(shí)，會(huì)吸收大量熱量，反之亦然。這種現(xiàn)象可用于增強(qiáng)散熱能力，提高對(duì)電池所產(chǎn)生的熱量散失的效率。


本文編號(hào)：2957961