近年來隨著全球氣候變暖、能源短缺與環(huán)境污染等問題逐漸凸顯,電動汽車以其低污染、低噪音、高能效、結(jié)構(gòu)簡單、使用和維修方便等優(yōu)點逐漸成為汽車行業(yè)的主要研究熱點。在電動汽車行駛過程中,動力電池組會持續(xù)放電,特別是在加速,爬坡等特殊情況下,電流幅值會迅速上升。當電池組處于放電過程時,其內(nèi)部的化學物質(zhì)相互作用,隨著時間會積累大量的熱,造成電池溫度的升高,使電池的容量下降,壽命衰減,嚴重時更會導致電池組燃燒爆炸。因此,就需要設(shè)計一種合理的熱管理系統(tǒng)對電池組進行有效的溫度控制,這對維持電池組的安全性等性能以及電動汽車的高效穩(wěn)定運行具有重要意義。本文以鋰離子電池組作為研究對象,在設(shè)計了冷卻流道回路的基礎(chǔ)上,采用液冷方式對電池組進行散熱,同時結(jié)合鋰離子電池組充放電過程中的生熱特性,進行了鋰離子電池組的模型建立方法和溫度控制算法的研究。主要研究內(nèi)容如本文下:首先根據(jù)Bernardi生熱速率模型建立了電池生熱模型,然后根據(jù)牛頓冷卻定律建立了基于管道內(nèi)液體流速,且流速與換熱系數(shù)相關(guān)聯(lián)的電池散熱模型,并利用能量守恒定律建立了單體電池熱模型。之后,結(jié)合液冷散熱方式下管道中液體進入散熱管道的流體溫度特性,對電池組熱... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋰離子電池熱模型
        1.2.2 電池熱管理系統(tǒng)
        1.2.3 電池液冷熱管理系統(tǒng)
    1.3 電池液冷熱管理系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 液冷熱管理系統(tǒng)建模及可靠性驗證
    2.1 電池生熱模型建立
        2.1.1 鋰離子電池的工作原理
        2.1.2 鋰離子電池生熱模型
    2.2 電池散熱模型建立
        2.2.1 液冷式換熱結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.2 鋰離子電池散熱模型
    2.3 基于液冷散熱結(jié)構(gòu)的電池組熱模型建立
        2.3.1 單體電池熱模型
        2.3.2 電池組熱模型
    2.4 電池組熱模型可靠性驗證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 迭代動態(tài)規(guī)劃算法溫度控制策略研究
    3.1 迭代動態(tài)規(guī)劃算法基本原理
        3.1.1 動態(tài)規(guī)劃算法基本原理
        3.1.2 迭代動態(tài)規(guī)劃算法基本原理
    3.2 基于液冷熱管理系統(tǒng)電池組熱模型的溫度控制策略設(shè)計
        3.2.1 電池組離散熱模型
        3.2.2 目標函數(shù)和代價函數(shù)
    3.3 基于液冷式電池組熱管理的系統(tǒng)優(yōu)化
        3.3.1 動態(tài)規(guī)劃算法最優(yōu)化
        3.3.2 迭代動態(tài)規(guī)劃算法最優(yōu)化
    3.4 基于PID的液冷熱管理系統(tǒng)控制策略
    3.5 本章小結(jié)
第4章 液冷式電池組熱管理系統(tǒng)溫度控制策略仿真驗證
    4.1 液冷式電池組熱管理系統(tǒng)的Matlab與AMESim聯(lián)合仿真
        4.1.1 液冷系統(tǒng)管道模型
        4.1.2 電動汽車整車模型
        4.1.3 空調(diào)回路系統(tǒng)模型
    4.2 液冷式電池組熱管理系統(tǒng)控制策略仿真分析
        4.2.1 NEDC工況下控制策略仿真分析
        4.2.2 JC08工況下控制策略仿真分析
    4.3 液冷式電池組熱管理能耗對比
        4.3.1 NEDC工況下能耗對比
        4.3.2 JC08工況下能耗對比
    4.4 本章小結(jié)
第5章總結(jié)和展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]純電動汽車技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J]. 宋業(yè)建,郜昊強.  汽車實用技術(shù). 2019(21)
[2]鋰離子電池成組及一致性管理研究現(xiàn)狀與展望[J]. 呂杰,陳永珍,宋文吉,馮自平.  新能源進展. 2019(04)
[3]層疊式鋰離子電池二維熱模型研究[J]. 彭敏,申文靜,羅兆東.  電源技術(shù). 2018(09)
[4]新能源汽車發(fā)展概述與趨勢[J]. 盛士能.  科學技術(shù)創(chuàng)新. 2018(23)
[5]鋰離子動力電池及其關(guān)鍵材料的發(fā)展趨勢[J]. 劉波,張鵬,趙金保.  中國科學:化學. 2018(01)
[6]電極厚度對鋰離子電池電化學性能的影響[J]. 虢放,薛明喆,張存滿.  電源技術(shù). 2017(08)
[7]鋰離子動力電池組的直接接觸液體冷卻方法研究[J]. 羅玉濤,羅卜爾思,郎春艷.  汽車工程. 2016(07)
[8]動力鋰電池的并聯(lián)式液相熱管理系統(tǒng)的設(shè)計及實驗研究[J]. 李兵.  客車技術(shù)與研究. 2016(01)
[9]增設(shè)通風孔的風冷式鋰離子電池熱管理系統(tǒng)數(shù)值研究[J]. 張新強,洪思慧,汪雙鳳.  新能源進展. 2015(06)
[10]基于液體介質(zhì)的電動汽車動力電池熱管理研究進展[J]. 霍宇濤,饒中浩,劉新健,趙佳騰.  新能源進展. 2014(02)

博士論文
[1]鋰離子電池組不一致性及熱管理的模擬研究[D]. 劉仲明.天津大學 2014

碩士論文
[1]基于風冷散熱的電動汽車電池組熱模型與溫度控制研究[D]. 茹敬佩.吉林大學 2017
[2]純電動汽車電池組被動式液冷散熱系統(tǒng)仿真分析與優(yōu)化[D]. 曹明偉.合肥工業(yè)大學 2017
[3]基于電池動態(tài)特性的鋰電池組冷卻系統(tǒng)散熱性能研究[D]. 胡寧.合肥工業(yè)大學 2016
[4]混合動力車用鋰電池組液體冷卻散熱機理研究[D]. 張上安.湖南大學 2013
[5]混合動力客車電池包散熱系統(tǒng)研究[D]. 許超.上海交通大學 2010



本文編號：3183538