電動(dòng)汽車由于其具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。發(fā)展電動(dòng)汽車的關(guān)鍵是動(dòng)力電池,而動(dòng)力電池的性能、壽命、安全性以及可靠性與溫度密切相關(guān)。因此,設(shè)計(jì)合適的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)顯得尤為重要。本文采用理論分析、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,以方形和圓柱形鋰離子電池為研究對(duì)象,提出了兩種基于微小通道的熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,建立電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)三維模型,對(duì)電池組的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析,并根據(jù)幾種不同條件下的冷卻效果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,以保證電池組在最適合的溫度下安全有效的工作。同時(shí),對(duì)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)在不同冷卻模式下的熱特性及能耗特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,主要結(jié)論如下:（1）針對(duì)方形鋰離子電池,采用具有微小通道的冷板對(duì)電池進(jìn)行冷卻。該液體冷卻系統(tǒng)能夠?yàn)殡姵亟M提供良好的冷卻效率。通道越多,冷卻效率越高,但效率提升減緩,較合適的通道數(shù)為5。降低最高溫度和溫差最有效的方法是增加質(zhì)量流量,考慮到功耗,最佳質(zhì)量流量為1×10^-3kg/s。此外,增大通道寬度也可以降低能耗。由于靠近電極區(qū)域具有更高的產(chǎn)熱功率,并且每個(gè)電池的冷卻效果不同,很難將電池組溫度降低到5℃以下。針對(duì)原有設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化之后,質(zhì)量流... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-2 鋰離子電池工作原理圖Figure 1-2 Work principle of Li-ion battery在正常放電狀態(tài)下，鋰離子電池在層狀結(jié)構(gòu)的碳材料和層狀結(jié)構(gòu)的氧嵌入和脫出，一般只引起材料的層面間距的變化，不破壞其晶狀結(jié)構(gòu)過(guò)程中，負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。因此，從充放電反應(yīng)的可逆性子電池的充放電過(guò)程是一種理想的可逆過(guò)程[19]。鋰離子電池的性能參數(shù)有電壓、容量、內(nèi)阻、循環(huán)壽命等。電壓主要壓、開路電壓、工作電壓等；電池容量是指電池在充滿電后，在一定行放電至終止電壓所放出的電量。隨著電池使用次數(shù)的增加，能夠放越來(lái)越小。由于電池的充放電是在一定的放電倍率下進(jìn)行的，因此電放電倍率直接相關(guān)，放電倍率越大，放電電流越大；電池的內(nèi)阻指在充放電時(shí)，電流經(jīng)過(guò)電池內(nèi)部受到的阻力。根據(jù)焦耳定律，內(nèi)阻越大的熱量越多，電池的溫度會(huì)快速升高；電池經(jīng)歷一次充放電稱為一池容量降至其 80%時(shí)的充放電次數(shù)稱為循環(huán)壽命。

碩士學(xué)位論文1.4.1 空氣冷卻式空氣冷卻式是指利用風(fēng)機(jī)將冷空氣吹入電池組之中，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流散熱達(dá)到控制電池組溫度的目的。按照風(fēng)道結(jié)構(gòu)的不同，可以分為串行和并行冷卻[43]。按照是否安裝風(fēng)機(jī)，可以分為被動(dòng)式和主動(dòng)式。Kim 和 Persaran[44]指出，被動(dòng)式只適用于低能量密度的電池，對(duì)于鋰離子電池之類的高能量密度的電池，則必須使用主動(dòng)式。


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