本文關(guān)鍵詞：高密度鋰電池組內(nèi)部熱環(huán)境模擬研究

  更多相關(guān)文章： 鋰離子電池 通風(fēng)冷卻 液體冷卻 CFD 溫度場

【摘要】：新能源汽車的最重要部件——動力電池,其性能的優(yōu)劣將直接影響到新能源汽車的推廣及使用。鋰離子電池由于比能量高、比功率大、循環(huán)次數(shù)多、自放電率低、無污染等優(yōu)點,已經(jīng)成為新能源汽車的首選動力源。鋰離子電池在工作時自身會產(chǎn)生很多的熱量,而通常電池箱內(nèi)電池的布置又很緊湊,導(dǎo)致大量熱量的積聚,使電池的溫度急劇升高,這會嚴(yán)重影響電池的使用性能,還有可能會導(dǎo)致熱失控,發(fā)生安全事故。為使鋰離子電池組在一個良好的熱環(huán)境下工作,需要設(shè)計有效的電池組冷卻散熱方案,同時也要保證電池組內(nèi)部的溫度均勻性。本文所做的主要工作如下:1.介紹了新能源汽車的發(fā)展前景和現(xiàn)階段動力電池技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,分析了電池組進(jìn)行熱管理的必要性及電池組散熱冷卻方法研究現(xiàn)狀。2.根據(jù)鋰離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理,結(jié)合鋰離子電池的產(chǎn)熱機理及傳熱特性分析,建立了鋰離子電池的熱模型,并給出了鋰離子電池的熱分析參數(shù)的計算方法。并分析了計算流體力學(xué)(CFD)在動力電池?zé)岱治鲋械膽?yīng)用情況。3.在通風(fēng)冷卻散熱方案下,分別建立了順排和叉排布置方式下電池組的整體模型,并對其進(jìn)行了仿真計算,得到了電池組的溫度場和流場分布情況,還分析了送風(fēng)溫度和送風(fēng)量對電池組熱環(huán)境的影響。當(dāng)風(fēng)量為2500m3/h時,順排和叉排布置下電池的最高溫度分別為304.02K和303.88K,最大溫差分別為4.54K和4.57K;4.在液體冷卻散熱方案下,分別設(shè)計了蛇形、回形、分流、雙排四種冷卻板流道結(jié)構(gòu),并建立了相應(yīng)的電池組模型,通過仿真計算得到了各流道結(jié)構(gòu)下電池組的溫度場和流場分布情況。流體參數(shù)對電池組熱環(huán)境的影響很大,當(dāng)進(jìn)口質(zhì)量流量為24g/s時,四種流道結(jié)構(gòu)下電池組的最高溫度分別為308.24K、307.06K、309.48K、309.27K,最大溫差分別為為9.68K、8.03K、7.38K、4.40K。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 通風(fēng)冷卻 液體冷卻 CFD 溫度場
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 動力電池技術(shù)的發(fā)展11-14
• 1.3 動力電池組散熱冷卻研究現(xiàn)狀14-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 2 鋰離子電池?zé)崽匦苑治?/span>20-36
• 2.1 動力鋰離子電池性能參數(shù)20-21
• 2.2 鋰離子電池的工作原理21-23
• 2.3 鋰離子電池的產(chǎn)熱及傳熱機理23-26
• 2.3.1 鋰離子電池的產(chǎn)熱機理23-24
• 2.3.2 鋰離子電池的傳熱機理24-26
• 2.4 鋰離子電池?zé)釘?shù)學(xué)模型26-30
• 2.4.1 鋰離子電池導(dǎo)熱微分方程的確定26-28
• 2.4.2 鋰離子電池?zé)崮Ｐ偷亩ń鈼l件28-29
• 2.4.3 鋰離子電池?zé)岱治鰠?shù)29-30
• 2.5 CFD在動力電池?zé)岱治鲋械膽?yīng)用30-35
• 2.5.1 計算流體動力學(xué)概述30
• 2.5.2 計算流體力學(xué)基本控制方程30-33
• 2.5.3 CFD求解過程33-35
• 2.5.4 CFD在動力電池?zé)岱治鲋械膽?yīng)用35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3 鋰電池組通風(fēng)冷卻模擬研究36-51
• 3.1 研究對象36-37
• 3.2 鋰電池組通風(fēng)冷卻模擬分析37-44
• 3.2.1 計算模型37-38
• 3.2.2 邊界條件與網(wǎng)格模型38-42
• 3.2.3 計算結(jié)果與分析42-44
• 3.3 風(fēng)冷系統(tǒng)下電池組熱環(huán)境影響因素分析44-50
• 3.3.1 電池排列方式對熱環(huán)境的影響45-47
• 3.3.2 風(fēng)量對熱環(huán)境的影響47-48
• 3.3.3 空氣溫度對熱環(huán)境的影響48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 鋰電池組液體冷卻模擬研究51-64
• 4.1 液體冷卻方案51-52
• 4.2 鋰電池組液體冷卻數(shù)值模擬52-56
• 4.2.1 幾何模型52-53
• 4.2.2 邊界條件與網(wǎng)格模型53-54
• 4.2.3 模擬結(jié)果與分析54-56
• 4.3 鋰電池組熱環(huán)境的影響因素分析56-63
• 4.3.1 流道結(jié)構(gòu)對熱環(huán)境的影響57-60
• 4.3.2 冷卻流體流量對熱環(huán)境的影響60-62
• 4.3.3 冷卻流體溫度對熱環(huán)境的影響62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 5 結(jié)論與展望64-66
• 5.1 結(jié)論64
• 5.2 創(chuàng)新點64-65
• 5.3 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙健,楊維芝,趙佳明;鋰離子電池的應(yīng)用開發(fā)[J];電池工業(yè);2000年01期

2 ;如何正確使用鋰離子電池[J];電子科技;2000年09期

3 ;我國第一條現(xiàn)代化鋰離子電池生產(chǎn)線在濰坊建成投產(chǎn)[J];電池工業(yè);2001年01期

4 陳洪超;李相東;;鋰離子電池原理、研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J];軍事通信技術(shù);2001年01期

5 ;新型鋰離子電池[J];炭素技術(shù);2002年03期

6 朱曉軍;;全球最薄鋰離子電池[J];家庭電子;2002年03期

7 啟明;高容量鋰離子電池負(fù)極[J];金屬功能材料;2003年01期

8 楊捷;鋰離子電池的特點與使用[J];現(xiàn)代電視技術(shù);2003年05期

9 周園 ,韓金鐸;鋰離子電池:機遇與挑戰(zhàn)共存——參加“鋰離子電池與電動車”研討會有感[J];鹽湖研究;2003年02期

10 石保慶;鋰離子電池的必測項目——電池平臺[J];中國無線電管理;2003年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許名飛;郭永興;李新海;吳顯明;;鋰離子電池氣脹問題探析[A];第十二屆中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

2 王宏偉;鄧爽;肖海清;王超;楊宗輝;施亞申;;鋰離子電池誤使用的安全檢測與分析[A];2011年全國失效分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

3 劉勇;盤毅;謝凱;蘆偉;;鋰離子電池的存儲性能研究[A];第30屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

4 張俊乾;;鋰離子電池中的擴(kuò)散應(yīng)力和破壞[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

5 康慨;戴受惠;萬玉華;王樹安;;我國鋰離子電池的研究與發(fā)展[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

6 張千玉;馬曉華;;二甲苯用作鋰離子電池過充保護(hù)添加劑的研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

7 張千玉;馬曉華;;新型鋰離子電池過充保護(hù)添加劑的研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

8 朱靜;于申軍;陳志奎;何顯能;周永超;李賀;;水分對鋰離子電池性能的影響研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

9 崔少華;楊曉民;;圓型鋰離子電池滲液不良分析[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（2）[C];2009年

10 李琳琳;王斌;吳宇平;T.van Ree;;甲基苯基二-(甲氧二乙基)硅烷用作鋰離子電池功能性添加劑的研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第7分冊）[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李壯;新國標(biāo)9月實施鋰電池門檻加高[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

2 劉碧瑪;動力鋰離子電池要抓住發(fā)展機遇[N];科技日報;2007年

3 記者　陳穎;深圳鋰電產(chǎn)量已占全國六成[N];深圳特區(qū)報;2006年

4 實習(xí)記者 徐恒邋記者 諸玲珍;鋰離子電池安全受關(guān)注 新材料研究是熱點[N];中國電子報;2008年

5 徐恒 諸玲珍;鋰離子電池安全備受關(guān)注[N];中國有色金屬報;2008年

6 李燕京;鋰離子電池國標(biāo)年內(nèi)將出臺[N];中國消費者報;2008年

7 本報記者 馮健;動力鋰離子電池：安全性制約應(yīng)用[N];中國電子報;2009年

8 新材料在線首席研究員 李國強;鋰離子電池產(chǎn)業(yè):中日韓三分天下[N];中國電子報;2004年

9 金信;全國最大的鋰離子電池生產(chǎn)基地在津建成[N];中國機電日報;2002年

10 黃新培;業(yè)內(nèi)專家對生產(chǎn)企業(yè)提出三點建議[N];中國機電日報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉金龍;鋰離子電池高性能富鋰錳基正極材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 劉玉榮;錳基混合型金屬氧化物孿生微納結(jié)構(gòu)的制備、形成機理與儲鋰性能[D];山東大學(xué);2015年

3 易金;鋰離子電池釩基負(fù)極材料的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 張千玉;綠色能源材料鈦酸鋰的改性及其回收再利用的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 袁慶豐;鋰離子電池硅基復(fù)合負(fù)極材料和電池安全性的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 明海;高容量或高倍率鋰離子電池材料的合成與相應(yīng)全電池的組裝研究[D];蘇州大學(xué);2015年

7 楊智博;高性能鋰離子電池硅/鍺電極的設(shè)計與制備[D];蘭州大學(xué);2015年

8 董漢成;衛(wèi)星電源電池健康狀態(tài)診斷方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 張濤;廢棄鋰離子電池破碎及富鈷產(chǎn)物浮選的基礎(chǔ)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

10 張立強;鋰離子電池多物理模型參數(shù)辨識及健康特征提取[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張濤;失效鋰離子電池破碎特性研究[D];華東交通大學(xué);2011年

2 馬宇宏;鋰離子電池?zé)岚踩匝芯縖D];電子科技大學(xué);2013年

3 王會軍;過渡金屬氧化物和過渡金屬硫化物作為鋰離子電池負(fù)極材料的研究[D];西南大學(xué);2015年

4 任婉;鋰離子電池鎳—錳二元正極材料的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 李娟;鋰離子電池負(fù)極材料Li_4Ti_5O_(12)的制備與研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

6 玄哲文;微納結(jié)構(gòu)MnO_2及CuO的制備及作為鋰離子電池負(fù)極的性能研究[D];云南民族大學(xué);2015年

7 邢程程;原位生長FeS納米結(jié)構(gòu)薄膜及其在鋰離子電池中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

8 白鋼印;鋰離子電池高電壓正極材料鎳猛酸鋰的合成與改性研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

9 宋贏;鋰離子電池二氧化鈦負(fù)極材料摻雜改性及電化學(xué)行為研究[D];遼寧大學(xué);2015年

10 安平;聚酰亞胺鋰離子電池隔膜的制備及其性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

，

本文編號：817883