本文選題：鋰電池 + 熱分析��； 參考：《西南交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著新能源汽車的發(fā)展和國家對該產(chǎn)業(yè)大力支持,各類純電動汽車將逐步取代傳統(tǒng)汽車。鋰離子電池由于具有功率和能量密度高、壽命長等優(yōu)點,被廣泛用于汽車動力電池組。但是鋰電池在充放電過程中,電池的焦耳熱、反應熱效應等會產(chǎn)生大量的熱量,由于動力電池組布置空間等的限制,容易造成散熱條件較差,從而引起電池組熱量的累積并導致溫度上升,進而使電池工作環(huán)境變差而影響電池的性能,甚至引發(fā)危險。所以需要對動力電池組的散熱結(jié)構(gòu)進行設計和優(yōu)化以滿足電池組的散熱要求。本課題對電池單體及電池箱的散熱問題進行研究,以電池的最大溫升,平均溫度,溫度方差等為目標對電池單體及電池箱的散熱結(jié)構(gòu)進行拓撲和優(yōu)化。主要的研究內(nèi)容如下:1)針對單體電池的散熱結(jié)構(gòu),研究基于變密度法的拓撲原理及方法,使用COMSOL有限元軟件,以冷板材料用量為約束,分別建立以最小平均溫度和最小溫度方差為目標的單體電池冷板散熱結(jié)構(gòu)拓撲模型,并比較兩者結(jié)果,以得到最佳的冷板散熱結(jié)構(gòu)。2)針對電池箱的散熱結(jié)構(gòu),建立基于液體冷卻的電池組散熱模型,使用FLUENT有限元軟件計算極限工況下的電池組發(fā)熱情況,并以最小平均溫度和最小的電池溫度均方差為目標,對電池液冷結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以保持電池的溫度在最佳的工作范圍,提高電池溫度的均勻性。3)建立散熱器模型,將其與電池箱模型進行組合,并使用FLUENT模型進行瞬態(tài)仿真,以模擬散熱器中冷卻液及電池箱的溫度變化情況,使電池箱散熱模型更加接近實際的使用工況。
[Abstract]:With the development of new energy vehicles and the strong support of the country, all kinds of pure electric vehicles will gradually replace the traditional cars.Lithium ion batteries are widely used in automotive power batteries due to their high power and energy density, long life and so on.However, in the process of charging and discharging, the Joule heat and reaction heat effect of lithium battery will produce a lot of heat, because of the limitation of the layout space of the power battery, it is easy to cause the poor heat dissipation condition.It causes the accumulation of heat and the rise of temperature, which makes the working environment of the battery worse, which affects the performance of the battery and even causes danger.Therefore, it is necessary to design and optimize the heat dissipation structure of the power battery to meet the heat dissipation requirements of the battery pack.In this paper, the heat dissipation of the single battery and the battery box is studied. The topology and optimization of the heat dissipation structure of the cell and the battery box are carried out with the aim of the maximum temperature rise, average temperature and temperature variance of the battery.The main research contents are as follows: (1) aiming at the heat dissipation structure of single cell, the topology principle and method based on variable density method are studied. The finite element software COMSOL is used and the amount of cold plate material is used as constraint.The topology models of single cell cooling plate heat dissipation structure with minimum mean temperature and minimum temperature variance are established, and the results of the two models are compared to obtain the best cooling plate heat dissipation structure. 2) the heat dissipation structure of the battery box is obtained.The heat dissipation model based on liquid cooling was established, and the heating of the battery was calculated by using FLUENT finite element software. The minimum mean temperature and the minimum cell temperature mean variance were taken as the goal to optimize the liquid cooling structure of the battery.In order to keep the temperature of the battery in the best working range and improve the uniformity of the battery temperature, the radiator model is established, which is combined with the battery box model, and the transient simulation is carried out by using the FLUENT model.In order to simulate the temperature change of the coolant and battery box in the radiator, the heat dissipation model of the battery box is closer to the actual working condition.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM912;U469.72

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本文編號：1746136