本文關鍵詞：電動汽車用鋰離子動力電池熱效應研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及由此引發(fā)的能源危機和環(huán)境問題,以電動汽車為代表的新能源汽車逐漸成為汽車產品未來發(fā)展的新趨勢,而鋰離子動力電池以其優(yōu)越的電池性能和比較優(yōu)勢正成為新能源汽車的主流動力源。作為新能源汽車最為關鍵的核心部件,動力電池的充放電性能、使用壽命及可靠性將直接影響整車的成本和性能,而對動力電池系統(tǒng)采用合理的熱管理措施,可以有效改善電池組的性能和使用壽命,提高電池組的可靠性和安全性。因此,深入開展鋰離子動力電池熱管理系統(tǒng)關鍵技術研究具有重要的實際意義和應用價值。 論文在對動力電池生熱速率及熱模型國內外研究現(xiàn)狀進行分析和總結的基礎上重點圍繞鋰離子動力電池三維電化學-熱耦合模型開展動力電池熱效應研究工作,應用流體動力學方法,對鋰離子動力電池進行熱分析,研究其生熱、傳熱、散熱規(guī)律,建立動力電池生熱速率模型和熱效應模型,完成鋰離子動力電池單體及模塊的熱效應仿真分析與計算,得到動力電池單體及模塊在恒倍率充放電時不同散熱條件下的溫度場分布,最后通過對電池模塊的倍率充放電溫度實驗,驗證所采用的鋰離子動力電池熱效應模型的準確性,為鋰離子動力電池熱管理系統(tǒng)的設計開發(fā)提供理論依據和參考指導。論文主要研究內容如下： 首先,針對鋰離子動力電池的生熱機理開展研究工作,通過對電池生熱速率研究現(xiàn)狀及影響因素的分析和總結,采用動力電池內阻焦耳熱、極化熱、副反應熱、電化學反應熱相耦合的生熱速率模型,同時利用Digatron動力電池測試系統(tǒng)對鋰離子動力電池進行內阻特性分析,準確獲得該鋰離子動力電池歐姆內阻和極化內阻的變化特性,然后應用MATLAB和ADVISOR軟件分別對鋰離子動力電池進行恒倍率充放電和循環(huán)工況下生熱速率的分析與計算,并準確預估出鋰離子動力電池在循環(huán)工況下的生熱量,為電池熱效應的后續(xù)研究提供基礎。 其次,在準確獲取了鋰離子動力電池生熱速率的基礎上,根據鋰離子動力電池傳熱、散熱機理,建立圓柱形鋰離子動力電池的熱效應模型,利用FLUENT軟件對其進行流體動力學仿真分析,分別得到鋰離子動力電池單體及模塊在恒倍率充放電時不同散熱條件下的溫度場變化情況,掌握鋰離子動力電池生熱、傳熱、散熱規(guī)律,最終確定在不同倍率充放電條件下為保證電池模塊工作在最佳溫度范圍內所需的空氣入口風速,為電池包風扇功率的選擇提供了依據和參考。 最后,搭建鋰離子動力電池包實驗臺架,利用迪卡龍電池測試系統(tǒng),對整個動力電池包進行一定倍率充放電不同散熱條件下的溫度實驗,采集其中電池模塊的溫度場變化情況,同仿真的溫度結果進行對比,對比結果表明實驗溫度同仿真溫度變化趨勢相吻合,驗證了所采用的鋰離子動力電池生熱速率模型和熱效應模型的準確性和可行性。
【關鍵詞】：鋰離子電池 生熱速率 熱效應 電池熱管理系統(tǒng)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-14
• 1.2 電池熱效應國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究內容及意義16-19
• 1.3.1 研究內容16-18
• 1.3.2 研究的目的和意義18-19
• 第2章 鋰離子電池生熱速率研究19-33
• 2.1 鋰離子電池的生熱機理19-20
• 2.2 生熱速率模型的建立20-22
• 2.3 鋰離子電池內阻特性分析22-23
• 2.3.1 電池內阻的影響因素22-23
• 2.3.2 電池內阻的變化趨勢23
• 2.4 恒倍率充放電時電池的生熱速率23-27
• 2.5 循環(huán)工況下電池的生熱量及生熱速率27-31
• 2.5.1 ADVISOR簡介27-28
• 2.5.2 模型搭建28-29
• 2.5.3 生熱速率和生熱量的仿真分析29-31
• 2.6 本章小結31-33
• 第3章 鋰離子電池熱效應研究33-63
• 3.1 鋰離子電池的傳熱和散熱機理33
• 3.2 電池熱效應模型的建立33-35
• 3.3 電池熱效應模型仿真分析35-61
• 3.3.1 有限元模型的建立35-37
• 3.3.2 電池單體的仿真分析及后處理37-45
• 3.3.3 電池模塊的仿真分析及后處理45-61
• 3.4 本章小結61-63
• 第4章 動力電池熱模型實驗研究63-79
• 4.1 實驗設備及對象63-64
• 4.1.1 Digatron動力電池測試系統(tǒng)63
• 4.1.2 BMS監(jiān)測系統(tǒng)63-64
• 4.1.3 試驗電池參數(shù)64
• 4.2 臺架搭建及調試64-66
• 4.3 電池內阻特性實驗66-72
• 4.3.1 實驗方法及原理66-67
• 4.3.2 不同SOC下電池的內阻特性67-69
• 4.3.3 不同溫度下電池的內阻特性69-72
• 4.4 模型驗證72-77
• 4.4.1 自然散熱條件下的模型驗證72-75
• 4.4.2 強迫對流散熱條件下的模型驗證75-77
• 4.5 本章小結77-79
• 第5章 總結與展望79-81
• 5.1 總結79-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：電動汽車用鋰離子動力電池熱效應研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293830