發(fā)布時間：2022-12-11 13:43

　　現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使得能源衰竭日益加劇,能源危機與環(huán)境污染嚴重。在國家的號召與補貼政策下,電動汽車行業(yè)迎來了發(fā)展的春天。隨著近年來電池關鍵技術的相繼攻克,動力電池作為純電動汽車唯一的能量來源,其性能好壞直接決定著電動汽車的整車性能。鋰離子電池的性能與溫度息息相關,溫度太高、太低或分布不均勻都會對其造成很大的影響。因此,電池熱管理的研究具有重要現(xiàn)實意義。本文主要做了如下工作:1)簡單概述了鋰離子電池的結構與工作原理,對鋰離子電池的特點進行論述,了解鋰離子電池的主要分類。明確鋰離子電池的產(chǎn)熱主要包括反應熱,內(nèi)阻熱與副反應熱,并通過熱傳導、熱對流與熱輻射的形式散熱。2)通過實驗獲得電池的內(nèi)阻與溫熵系數(shù),并編寫電池生熱的udf,從而建立電池生熱模型。通過fluent對單體電池空氣域進行模擬,計算其在不同放電電流下的溫度變化情況,將仿真結果與實驗數(shù)據(jù)進行比較,數(shù)值模擬的溫升特性與實驗的溫升特性基本一致,吻合性良好,驗證了所建立的電池生熱模型的合理性。3)在電池熱特性實驗的基礎上,研究鋰離子電池模組的溫度特性。建立電池模組三維模型,模組內(nèi)的電池以6A的電流進行放電,并在一定風速下進行散熱。通過計算流體... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
    1.1 電池熱管理研究意義與目的
    1.2 電池熱管理冷卻方法概述
    1.3 電池熱管理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 目前電動汽車面臨的主要問題
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
    1.6 本章小結
第二章 動力電池熱特性分析
    2.1 鋰離子電池結構與工作原理
        2.1.1 鋰離子電池結構
        2.1.2 鋰離子電池工作原理
    2.2 鋰離子電池的特點與分類
        2.2.1 鋰離子電池的特點
        2.2.2 鋰離子電池的分類
    2.3 鋰離子電池的生熱與傳熱機理分析
        2.3.1 鋰離子電池的生熱機理
        2.3.2 鋰離子電池的傳熱機理
    2.4 本章小結
第三章 單體鋰離子動力電池熱特性實驗與仿真
    3.1 鋰離子電池熱特性實驗
        3.1.1 實驗對象
        3.1.2 實驗設備
        3.1.3 實驗內(nèi)容
    3.2 鋰離子電池的溫度特性
        3.2.1 溫升特性實驗
        3.2.2 鋰離子電池溫升變化結果分析
    3.3 鋰離子電池內(nèi)阻特性
        3.3.1 內(nèi)阻特性實驗
        3.3.2 內(nèi)阻特性實驗結果分析
    3.4 溫熵系數(shù)
        3.4.1 溫熵系數(shù)實驗
        3.4.2 溫熵系數(shù)實驗結果分析
    3.5 CFD技術
        3.5.1 計算流體力學簡介
        3.5.2 基本控制方程
        3.5.3 CFD求解流程
    3.6 鋰離子電池的三維熱模型
        3.6.1 電池熱物性參數(shù)的確定
        3.6.2 電池生熱速率的確定
        3.6.3 初始條件和邊界條件
    3.7 鋰離子電池單體溫度場仿真
        3.7.1 鋰離子電池單體建模
        3.7.2 邊界條件設定
        3.7.3 電池單體溫度場
    3.8 本章小結
第四章 電池組散熱結構優(yōu)化與仿真
    4.1 鋰離子電池組的結構優(yōu)化
        4.1.0 鋰離子電池組的三維建模
        4.1.1 電池模組粘性模型
        4.1.2 網(wǎng)格無關性
        4.1.3 電池模組散熱性能評價指標
        4.1.4 電池模組的結構設計
        4.1.5 不同放電電流下溫度場分析
    4.2 鋰離子電池模組的冷卻策略
        4.2.1 進氣角度對散熱性能的影響
        4.2.2 側邊距對散熱性能的影響
        4.2.3 出口角度對散熱性能的影響
        4.2.4 電池間距對散熱性能的影響
        4.2.5 風速對散熱性能的影響
    4.3 電池pack的優(yōu)化設計
        4.3.1 優(yōu)化設計的基本原理
        4.3.2 ANSYS Workbench多目標優(yōu)化
        4.3.3 確定設計變量
        4.3.4 優(yōu)化分析
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間取得的研究成果
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]多孔復合相變材料電池熱管理模型及結構優(yōu)化[J]. 李揚,陶于兵.  科學通報. 2020(Z1)
[2]新能源汽車動力電池冷卻技術分析[J]. 趙沖,王有鏜,鄭斌,田鑫.  內(nèi)燃機與配件. 2020(01)
[3]基于復合相變材料的電池組散熱性能分析[J]. 劉業(yè)鳳,鄭鵬飛,言錦嘉,劉忠,范昀培.  電源技術. 2019(11)
[4]相變儲能材料及其應用研究進展[J]. 陳穎,姜慶輝,辛集武,李鑫,孫兵楊,楊君友.  材料工程. 2019(07)
[5]基于液體的動力電池熱管理系統(tǒng)性能研究[J]. 陳通,孫國華,王明強,曹勇,王帥鋒.  電源技術. 2019(04)
[6]高倍率鋰離子電池材料研究進展[J]. 姚煜,張楙慧.  電源技術. 2019(03)
[7]乙二醇對18650動力鋰電池組溫度場影響研究[J]. 安治國,廖智偉,郭敬誼,段文卿.  電源技術. 2019(02)
[8]圓柱型動力鋰離子電池液體冷卻結構設計[J]. 李博藍,康健強.  電源技術. 2018(10)
[9]液體溫度與流速對鋰電池組溫度場影響研究[J]. 丁玉章,安治國,郭敬誼,劉奇.  電源技術. 2018(06)
[10]我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 岳喜燕.  中國國際財經(jīng)(中英文). 2017(24)

博士論文
[1]電動車用鋰離子電池的一致性研究[D]. 安富強.北京科技大學 2017

碩士論文
[1]純電動汽車熱管理系統(tǒng)仿真與智能控制研究[D]. 王浩.山東大學 2019
[2]電動汽車用鋰離子電池風冷散熱結構研究[D]. 邵艷濤.重慶交通大學 2017
[3]電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)的研究與設計[D]. 于建新.吉林大學 2016
[4]電動車鋰電池熱管理系統(tǒng)研究[D]. 趙衛(wèi)兵.吉林大學 2014
[5]我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 吳軍瑤.山西財經(jīng)大學 2014
[6]鋰離子電池材料的研究與應用[D]. 王壘.內(nèi)蒙古工業(yè)大學 2013
[7]大容量鋰離子動力電池充放電過程熱特性研究[D]. 任保福.北京交通大學 2012
[8]電動汽車鋰離子電池組無機超導熱管散熱性能研究[D]. 胡小峰.湖南大學 2012



本文編號：3718883