本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵝?yīng)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(jī)和環(huán)境問(wèn)題,以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車逐漸成為汽車產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì),而鋰離子動(dòng)力電池以其優(yōu)越的電池性能和比較優(yōu)勢(shì)正成為新能源汽車的主流動(dòng)力源。作為新能源汽車最為關(guān)鍵的核心部件,動(dòng)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(duì)動(dòng)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(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。 論文在對(duì)動(dòng)力電池生熱速率及熱模型國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)圍繞鋰離子動(dòng)力電池三維電化學(xué)-熱耦合模型開展動(dòng)力電池?zé)嵝?yīng)研究工作,應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)方法,對(duì)鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行熱分析,研究其生熱、傳熱、散熱規(guī)律,建立動(dòng)力電池生熱速率模型和熱效應(yīng)模型,完成鋰離子動(dòng)力電池單體及模塊的熱效應(yīng)仿真分析與計(jì)算,得到動(dòng)力電池單體及模塊在恒倍率充放電時(shí)不同散熱條件下的溫度場(chǎng)分布,最后通過(guò)對(duì)電池模塊的倍率充放電溫度實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所采用的鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵝?yīng)模型的準(zhǔn)確性,為鋰離子動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)提供理論依據(jù)和參考指導(dǎo)。論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先,針對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的生熱機(jī)理開展研究工作,通過(guò)對(duì)電池生熱速率研究現(xiàn)狀及影響因素的分析和總結(jié),采用動(dòng)力電池內(nèi)阻焦耳熱、極化熱、副反應(yīng)熱、電化學(xué)反應(yīng)熱相耦合的生熱速率模型,同時(shí)利用Digatron動(dòng)力電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行內(nèi)阻特性分析,準(zhǔn)確獲得該鋰離子動(dòng)力電池歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻的變化特性,然后應(yīng)用MATLAB和ADVISOR軟件分別對(duì)鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行恒倍率充放電和循環(huán)工況下生熱速率的分析與計(jì)算,并準(zhǔn)確預(yù)估出鋰離子動(dòng)力電池在循環(huán)工況下的生熱量,為電池?zé)嵝?yīng)的后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。 其次,在準(zhǔn)確獲取了鋰離子動(dòng)力電池生熱速率的基礎(chǔ)上,根據(jù)鋰離子動(dòng)力電池傳熱、散熱機(jī)理,建立圓柱形鋰離子動(dòng)力電池的熱效應(yīng)模型,利用FLUENT軟件對(duì)其進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)仿真分析,分別得到鋰離子動(dòng)力電池單體及模塊在恒倍率充放電時(shí)不同散熱條件下的溫度場(chǎng)變化情況,掌握鋰離子動(dòng)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(nèi)所需的空氣入口風(fēng)速,為電池包風(fēng)扇功率的選擇提供了依據(jù)和參考。 最后,搭建鋰離子動(dòng)力電池包實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,利用迪卡龍電池測(cè)試系統(tǒng),對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池包進(jìn)行一定倍率充放電不同散熱條件下的溫度實(shí)驗(yàn),采集其中電池模塊的溫度場(chǎng)變化情況,同仿真的溫度結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,對(duì)比結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)溫度同仿真溫度變化趨勢(shì)相吻合,驗(yàn)證了所采用的鋰離子動(dòng)力電池生熱速率模型和熱效應(yīng)模型的準(zhǔn)確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 生熱速率 熱效應(yīng) 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：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?zé)嵝?yīng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及意義16-19
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)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(jī)理19-20
• 2.2 生熱速率模型的建立20-22
• 2.3 鋰離子電池內(nèi)阻特性分析22-23
• 2.3.1 電池內(nèi)阻的影響因素22-23
• 2.3.2 電池內(nèi)阻的變化趨勢(shì)23
• 2.4 恒倍率充放電時(shí)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(jiǎn)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(jié)31-33
• 第3章 鋰離子電池?zé)嵝?yīng)研究33-63
• 3.1 鋰離子電池的傳熱和散熱機(jī)理33
• 3.2 電池?zé)嵝?yīng)模型的建立33-35
• 3.3 電池?zé)嵝?yīng)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(jié)61-63
• 第4章 動(dòng)力電池?zé)崮Ｐ蛯?shí)驗(yàn)研究63-79
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及對(duì)象63-64
• 4.1.1 Digatron動(dòng)力電池測(cè)試系統(tǒng)63
• 4.1.2 BMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)63-64
• 4.1.3 試驗(yàn)電池參數(shù)64
• 4.2 臺(tái)架搭建及調(diào)試64-66
• 4.3 電池內(nèi)阻特性實(shí)驗(yàn)66-72
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方法及原理66-67
• 4.3.2 不同SOC下電池的內(nèi)阻特性67-69
• 4.3.3 不同溫度下電池的內(nèi)阻特性69-72
• 4.4 模型驗(yàn)證72-77
• 4.4.1 自然散熱條件下的模型驗(yàn)證72-75
• 4.4.2 強(qiáng)迫對(duì)流散熱條件下的模型驗(yàn)證75-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 第5章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 總結(jié)79-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：293830