基于GA/PW復(fù)合相變材料的電池?zé)峁芾硌芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2022-12-04 23:36
當(dāng)前,環(huán)境污染和能源緊缺問(wèn)題日益嚴(yán)重,新能源汽車(chē)符合節(jié)能減排的要求,而電動(dòng)汽車(chē)又是目前最可靠、最有前景的發(fā)展方向。鋰離子電池作為電動(dòng)汽車(chē)的重要部分有許多優(yōu)良的性能,但是鋰離子動(dòng)力電池在工作過(guò)程中會(huì)放出大量熱,如果不及時(shí)排出,在電池內(nèi)積累會(huì)導(dǎo)致電池工作性能下降、壽命縮短。相變材料應(yīng)用于電池?zé)峁芾韺?duì)電池有較好散熱控溫效果,并且作為被動(dòng)散熱可以節(jié)約電池能量。本文首先針對(duì)石蠟（paraffin wax,PW）導(dǎo)熱系數(shù)低、融化后易滲漏的問(wèn)題,制備了石墨烯氣凝膠（graphene aerogel,GA）/石蠟復(fù)合相變材料,然后將其應(yīng)用于電池?zé)峁芾?研究了高、低溫環(huán)境下的熱管理效果。主要內(nèi)容與結(jié)論如下:用濃度分別為3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml的氧化石墨烯分散液（graphene oxide,GO）制備了GA,然后浸漬PW組成GA/PW復(fù)合相變材料,并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試分析。GO濃度分別為3mg/ml、4mg/ml、5mg/ml對(duì)應(yīng)的復(fù)合相變材料導(dǎo)熱系數(shù)為0.29、0.35、0.4W/（m?K）;GA和PW相容良好,包覆率可達(dá)98%以上;兩者無(wú)化學(xué)反應(yīng),相變溫度和潛熱值變化很小。分析了電池...
【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.2 鋰離子電池及其熱管理
1.2.1 鋰離子電池的工作原理
1.2.2 溫度對(duì)鋰離子電池的影響
1.2.3 鋰離子電池?zé)峁芾戆l(fā)展?fàn)顩r
1.3 相變材料鋰離子電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀
1.3.1 相變材料性能研究現(xiàn)狀
1.3.2 相變材料與其他散熱方式結(jié)合研究現(xiàn)狀
1.4 鋰離子電池低溫加熱研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究?jī)?nèi)容
2 GA/PW復(fù)合相變材料的制備及熱性能研究
2.1 GA制備方法介紹
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
2.3 GA及 GA/PW復(fù)合相變材料的制備
2.4 GA及 GA/PW復(fù)合相變材料的表征和分析
2.4.1 形貌表征與分析
2.4.2 滲漏率測(cè)試與分析
2.4.3 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試與分析
2.4.4 相變行為測(cè)試與分析
2.5 本章小結(jié)
3 鋰離子電池組復(fù)合相變材料散熱模擬分析
3.1 CFD特點(diǎn)與基本理論
3.2 鋰離子電池仿真模型建立與驗(yàn)證
3.2.1 鋰離子電池?zé)崮Ｐ图拔镄詤?shù)
3.2.3 相變材料傳熱模型
3.2.4 建模與仿真模型驗(yàn)證
3.3 相變材料電池組散熱分析
3.3.1 相變材料和自然對(duì)流散熱對(duì)比
3.3.2 復(fù)合相變材料GO濃度對(duì)散熱的影響
3.3.3 復(fù)合相變材料厚度對(duì)散熱的影響
3.4 本章小結(jié)
4 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷耦合散熱模擬分析與優(yōu)化
4.1 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 復(fù)合相變材料和強(qiáng)制風(fēng)冷散熱對(duì)比分析
4.3 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.3.1 通風(fēng)孔與電池距離a的優(yōu)化
4.3.2 通風(fēng)孔縱向數(shù)量的優(yōu)化
4.3.3 兩通風(fēng)孔間距離的優(yōu)化
4.4 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷耦合散熱控制方案
4.4.1 環(huán)境溫度為300K風(fēng)冷控制方案
4.4.2 環(huán)境溫度為310K風(fēng)冷控制方案
4.5 本章小結(jié)
5 低溫加熱研究及熱管理系統(tǒng)控制策略
5.1 鋰離子電池低溫加熱研究
5.1.1 加熱元件選擇
5.1.2 不同加熱膜布置方式對(duì)比
5.1.3 不同加熱功率對(duì)比
5.2 加熱控制方案
5.3 熱管理系統(tǒng)控制策略
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]動(dòng)力電池組液冷散熱系統(tǒng)[J]. 黃馗,王文. 電源技術(shù). 2019(03)
[2]新能源汽車(chē)保有量261萬(wàn)輛 2018年新增107萬(wàn)輛[J]. 變頻器世界. 2019(01)
[3]新能源汽車(chē)保有量261萬(wàn)輛 2018年新增107萬(wàn)輛[J]. 變頻器世界. 2019 (01)
[4]相變材料和液冷耦合散熱的鋰電池?zé)峁芾硌芯縖J]. 姜貴文,李敬會(huì),黃菊花,曹銘,劉明春. 電源技術(shù). 2018(10)
[5]電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)概述[J]. 張微,溫帥,王旭,朱仲文,王維志. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(08)
[6]鋰電池工作機(jī)理與模型簡(jiǎn)述[J]. 張志. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(11)
[7]鋰離子電池組并行風(fēng)冷的數(shù)值研究[J]. 韓學(xué)飛,賴煥新. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[8]塊狀動(dòng)力電池相變材料-風(fēng)冷耦合散熱實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曹松,畢海權(quán),秦萍,王宏林,王方宇. 制冷與空調(diào)(四川). 2017(05)
[9]形貌對(duì)石蠟/石墨烯氣凝膠定形相變材料性能的影響[J]. 羅李娟,張凱,楊文彬,何方方,范敬輝,吳菊英. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[10]鋰電池相變材料/風(fēng)冷綜合熱管理系統(tǒng)溫升特性[J]. 施尚,余建祖,謝永奇,高紅霞,李明. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
博士論文
[1]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]. 姜貴文.南昌大學(xué) 2017
[2]復(fù)合相變材料儲(chǔ)能及熱控的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 謝標(biāo).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)分析與應(yīng)用研究[D]. 李敬會(huì).南昌大學(xué) 2018
[2]石墨烯氣凝膠導(dǎo)熱定形相變材料的制備及性能研究[D]. 羅李娟.西南科技大學(xué) 2017
[3]高導(dǎo)熱定形相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究[D]. 唐耀杰.南京大學(xué) 2017
[4]液冷式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)換熱特性與控制方法研究[D]. 劉瑋.吉林大學(xué) 2017
[5]電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電池包熱管理控制策略研究[D]. 劉斌.北京理工大學(xué) 2015
[6]高效相變蓄冷換熱管實(shí)驗(yàn)研究及性能優(yōu)化[D]. 王聰.上海交通大學(xué) 2014
本文編號(hào)：3709212
本文鏈接：http://sikaile.net/guanlilunwen/glzh/3709212.html
【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.2 鋰離子電池及其熱管理
1.2.1 鋰離子電池的工作原理
1.2.2 溫度對(duì)鋰離子電池的影響
1.2.3 鋰離子電池?zé)峁芾戆l(fā)展?fàn)顩r
1.3 相變材料鋰離子電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀
1.3.1 相變材料性能研究現(xiàn)狀
1.3.2 相變材料與其他散熱方式結(jié)合研究現(xiàn)狀
1.4 鋰離子電池低溫加熱研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究?jī)?nèi)容
2 GA/PW復(fù)合相變材料的制備及熱性能研究
2.1 GA制備方法介紹
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
2.3 GA及 GA/PW復(fù)合相變材料的制備
2.4 GA及 GA/PW復(fù)合相變材料的表征和分析
2.4.1 形貌表征與分析
2.4.2 滲漏率測(cè)試與分析
2.4.3 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試與分析
2.4.4 相變行為測(cè)試與分析
2.5 本章小結(jié)
3 鋰離子電池組復(fù)合相變材料散熱模擬分析
3.1 CFD特點(diǎn)與基本理論
3.2 鋰離子電池仿真模型建立與驗(yàn)證
3.2.1 鋰離子電池?zé)崮Ｐ图拔镄詤?shù)
3.2.3 相變材料傳熱模型
3.2.4 建模與仿真模型驗(yàn)證
3.3 相變材料電池組散熱分析
3.3.1 相變材料和自然對(duì)流散熱對(duì)比
3.3.2 復(fù)合相變材料GO濃度對(duì)散熱的影響
3.3.3 復(fù)合相變材料厚度對(duì)散熱的影響
3.4 本章小結(jié)
4 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷耦合散熱模擬分析與優(yōu)化
4.1 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 復(fù)合相變材料和強(qiáng)制風(fēng)冷散熱對(duì)比分析
4.3 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.3.1 通風(fēng)孔與電池距離a的優(yōu)化
4.3.2 通風(fēng)孔縱向數(shù)量的優(yōu)化
4.3.3 兩通風(fēng)孔間距離的優(yōu)化
4.4 復(fù)合相變材料/風(fēng)冷耦合散熱控制方案
4.4.1 環(huán)境溫度為300K風(fēng)冷控制方案
4.4.2 環(huán)境溫度為310K風(fēng)冷控制方案
4.5 本章小結(jié)
5 低溫加熱研究及熱管理系統(tǒng)控制策略
5.1 鋰離子電池低溫加熱研究
5.1.1 加熱元件選擇
5.1.2 不同加熱膜布置方式對(duì)比
5.1.3 不同加熱功率對(duì)比
5.2 加熱控制方案
5.3 熱管理系統(tǒng)控制策略
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]動(dòng)力電池組液冷散熱系統(tǒng)[J]. 黃馗,王文. 電源技術(shù). 2019(03)
[2]新能源汽車(chē)保有量261萬(wàn)輛 2018年新增107萬(wàn)輛[J]. 變頻器世界. 2019(01)
[3]新能源汽車(chē)保有量261萬(wàn)輛 2018年新增107萬(wàn)輛[J]. 變頻器世界. 2019 (01)
[4]相變材料和液冷耦合散熱的鋰電池?zé)峁芾硌芯縖J]. 姜貴文,李敬會(huì),黃菊花,曹銘,劉明春. 電源技術(shù). 2018(10)
[5]電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)概述[J]. 張微,溫帥,王旭,朱仲文,王維志. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(08)
[6]鋰電池工作機(jī)理與模型簡(jiǎn)述[J]. 張志. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(11)
[7]鋰離子電池組并行風(fēng)冷的數(shù)值研究[J]. 韓學(xué)飛,賴煥新. 華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[8]塊狀動(dòng)力電池相變材料-風(fēng)冷耦合散熱實(shí)驗(yàn)研究[J]. 曹松,畢海權(quán),秦萍,王宏林,王方宇. 制冷與空調(diào)(四川). 2017(05)
[9]形貌對(duì)石蠟/石墨烯氣凝膠定形相變材料性能的影響[J]. 羅李娟,張凱,楊文彬,何方方,范敬輝,吳菊英. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[10]鋰電池相變材料/風(fēng)冷綜合熱管理系統(tǒng)溫升特性[J]. 施尚,余建祖,謝永奇,高紅霞,李明. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
博士論文
[1]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]. 姜貴文.南昌大學(xué) 2017
[2]復(fù)合相變材料儲(chǔ)能及熱控的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 謝標(biāo).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)分析與應(yīng)用研究[D]. 李敬會(huì).南昌大學(xué) 2018
[2]石墨烯氣凝膠導(dǎo)熱定形相變材料的制備及性能研究[D]. 羅李娟.西南科技大學(xué) 2017
[3]高導(dǎo)熱定形相變儲(chǔ)能材料的制備及性能研究[D]. 唐耀杰.南京大學(xué) 2017
[4]液冷式電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)換熱特性與控制方法研究[D]. 劉瑋.吉林大學(xué) 2017
[5]電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電池包熱管理控制策略研究[D]. 劉斌.北京理工大學(xué) 2015
[6]高效相變蓄冷換熱管實(shí)驗(yàn)研究及性能優(yōu)化[D]. 王聰.上海交通大學(xué) 2014
本文編號(hào)：3709212
本文鏈接：http://sikaile.net/guanlilunwen/glzh/3709212.html
最近更新
教材專(zhuān)著
