【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染的問題越來越嚴(yán)重，電動汽車受到了各個國家的高度關(guān)注。作為電動汽車能量來源的鋰離子電池由于具有工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，迅速成為了人們研究的熱點，但鋰離子電池的熱安全性問題是制約其推廣的主要因素之一。 為了使電池性能達(dá)到最佳，延長其使用壽命，消除潛在危險，需要將電池溫度控制在正常的工作范圍內(nèi)并減少電池組內(nèi)各單體電池的不均勻性。針對以上情況，本文利用實驗與模擬相結(jié)合的方法研究了鋰離子電池在工作過程中的熱特性�；趶�(qiáng)制對流理論創(chuàng)新性的將熱管、鋁板、翅片應(yīng)用于動力電池散熱解決方案。本文研究工作主要從以下幾方面展開： （1）分析了開發(fā)鋰離子電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的必要性，同時闡述了各種散熱方式的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、熱管的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域。 （2）對鋰離子電池的工作原理，產(chǎn)熱機(jī)理進(jìn)行了描述，分析了溫度對電池充電、放電、內(nèi)阻、壽命等性能的影響。 （3）研究了鋰離子電池的熱特性，在隔熱環(huán)境下對電池單體進(jìn)行了熱參數(shù)測量，得到發(fā)熱功率關(guān)于電流強(qiáng)度的函數(shù)、電池的等效比熱容。此外，根據(jù)串并聯(lián)熱阻原理計算得到了電池沿三個正交方向的導(dǎo)熱系數(shù)。 （4）設(shè)計一款由鋁板、熱管、翅片組合而成的散熱模組，并利用該模組對電池單體在2.5C倍率下進(jìn)行放電實驗，同時利用模組與風(fēng)冷結(jié)合方式對電池單體在2.5C倍率下進(jìn)行放電實驗，最后將這兩組實驗溫度變化情況與在密閉隔熱條件下放電的結(jié)果進(jìn)行對比分析。 （5）利用仿真分析軟件Icepak對鋰離子動力電池建立熱效應(yīng)模型，確定熱模型的初始條件與定解條件，實現(xiàn)電池生熱溫度場的仿真，得到電池單體的溫度場分布，并與實驗結(jié)果進(jìn)行對比研究。 （6）設(shè)計并優(yōu)化了電池組箱體與翅片結(jié)構(gòu)，，對其應(yīng)用于電池組散熱進(jìn)行了仿真模擬，討論了溫度分布情況。
【圖文】：

圖 1-1 各種類型車輛燃料綜合效率比較1.1.2 電動汽車對動力電池的要求動力電池作為電動汽車的能量源，相當(dāng)于燃油汽車的汽油或柴油，是電動汽車的核心部件，其主要任務(wù)是為整車提供驅(qū)動電能。作為電動汽車的能量源，動力電池需要滿足以下要求：（1）安全性必須滿足安全性要求，這是最基本的。在 2006 年，汽車行業(yè)制定了動力電池安全性的標(biāo)準(zhǔn)，各動力電池生產(chǎn)商需執(zhí)行相關(guān)電池標(biāo)準(zhǔn)。如（QC/T 742—2006）、（QC/T 74—2006）、（QC/T 741—2006）等各動力電池標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）高的比能量這關(guān)系到一次充電的續(xù)駛里程和車載可用能量，尤其對于純電動汽車，顯得相當(dāng)重要，目前常用的鋰離子電池的比能量為 100—150W·h/kg。但是組裝成電源系統(tǒng)，由于輔助部件的增加，系統(tǒng)的比能量比單體電池的比能量要降低 20%—30%；汽油的比能量

的 Insight 都采用了風(fēng)冷的形式。但是如果電池溫度超過 66℃降低至 52℃以下[22]。對電池進(jìn)行冷卻與加熱是熱管理系統(tǒng)的兩動之分。主動式冷卻或加熱為安裝在系統(tǒng)內(nèi)的、可以在電池低冷源；被動式冷卻或加熱僅利用四周環(huán)境，系統(tǒng)內(nèi)部無熱源與（a）被動冷卻方式（b）被動加熱/冷卻方式
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM912;U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊亞聯(lián);張昕;李隆鍵;胡明輝;;基于CFD的混合動力車用鎳氫電池散熱系統(tǒng)研究[J];汽車工程;2009年03期

2 周遺品，趙永金，張延金;Arrhenius公式與活化能[J];石河子農(nóng)學(xué)院學(xué)報;1995年04期

3 鄂加強(qiáng);胡小峰;胡遼平;龍艷平;朱蓉甲;;基于無機(jī)超導(dǎo)熱管的車用鋰離子電池組散熱性能[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年10期

本文編號：2568342