本文關鍵詞：純電動汽車鋰離子電池熱效應及電池組散熱結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：純電動汽車結構簡單，維修方便，操作性能好，與傳統(tǒng)燃油汽車相比具有無振動、無噪聲、無排放污染等優(yōu)點，發(fā)展前景廣闊，已成為未來汽車行業(yè)重要發(fā)展方向之一。動力電池作為純電動汽車的唯一儲能元件，直接影響到純電動汽車的整車性能。鋰離子電池具有電壓平臺高，能量密度大、功率密度高、循環(huán)壽命長、自放電率低、污染少等優(yōu)點，成為純電動汽車的優(yōu)選電池。 在純電動車輛正常運行中，鋰離子動力電池組伴隨著充放電會產生大量的熱，如果這些熱量不能夠及時散失掉將導致電池組內部溫度不斷升高及溫度分布不均勻，從而降低電池的使用性能、循環(huán)壽命及安全性。所以，為保證電池性能的穩(wěn)定性,既要使得電池組的工作溫度保持在適宜的臨界溫度之下，也要控制內部溫差在一定范圍內。因此，建立電池熱效應分析的理論模型，利用數(shù)值仿真技術（CFD）模擬計算電池單體和電池組在不同使用條件下的溫度場分布,預測電池組散熱性能并進行散熱結構優(yōu)化，對電池性能的充分發(fā)揮具有重要的現(xiàn)實意義。本文運用實驗驗證和CFD技術相結合的方法，分析了不同條件下鋰離子電池單體的溫升，基于不同循環(huán)工況分析了電池組動態(tài)性能，，并對鋰離子動力電池組的溫度場進行了建模和數(shù)值計算，最后提出了使電池組散熱流場和溫度場分布均勻的改進措施。 本文研究工作主要有以下幾方面： ①對不同充放電倍率下鋰離子電池單體溫升進行實驗分析，并對其不同溫度下充放電過程內阻變化和開路電壓變化進行測試研究； ②分析鋰離子電池的發(fā)熱機理和傳熱特性，根據傳熱學理論建立了鋰離子電池熱效應模型，并對電池單體充放電過程溫度場分布進行了數(shù)值模擬； ③借助汽車仿真軟件ADVISOR建立了鋰離子電池組仿真模型，對不同循環(huán)工況及特殊工況下電池組動態(tài)特性進行仿真分析，并利用該模型得到了電池組實時生熱速率及生熱量變化； ④采用CFD技術，對純電動汽車用鋰離子電池組原始散熱結構的流場和溫度場進行了數(shù)值模擬分析，為驗證溫度場模型的合理性和仿真結果的準確性，對鋰離子電池組進行了現(xiàn)場溫度場實驗測量，并對實驗結果和仿真結果進行比較。最后提出了優(yōu)化鋰離子電池組散熱系統(tǒng)流場和溫度場分布的改進方案。
【關鍵詞】：純電動汽車 鋰離子電池 溫度場 CFD技術 實驗
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 電動汽車發(fā)展概述9-15
• 1.1.1 電動汽車特點及分類9-10
• 1.1.2 純電動汽車發(fā)展的核心技術10-13
• 1.1.3 國內外純電動汽車研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 純電動汽車用鋰離子動力電池的研究15-20
• 1.2.1 純電動汽車用鋰離子動力電池技術要求與應用15
• 1.2.2 鋰離子動力電池使用熱性能研究的必要性15-16
• 1.2.3 鋰離子動力電池熱效應研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 純電動汽車鋰離子動力電池組散熱系統(tǒng)研究17-20
• 1.3 論文主要研究內容20-21
• 2 純電動汽車鋰離子電池熱特性實驗及數(shù)值分析理論21-43
• 2.1 鋰離子動力電池結構及基本原理21-23
• 2.1.1 鋰離子電池的結構21-22
• 2.1.2 鋰離子電池工作原理22-23
• 2.2 鋰離子動力電池的特點分析23-24
• 2.3 鋰離子電池生熱機理分析24-26
• 2.4 單體鋰離子動力電池熱效應實驗26-37
• 2.4.1 鋰離子動力電池的溫度特性26-27
• 2.4.2 電池充放電實驗平臺搭建27-37
• 2.5 CFD 仿真理論及其在動力電池熱分析中的應用37-42
• 2.5.1 CFD 概述37-38
• 2.5.2 CFD 基本控制方程38-40
• 2.5.3 CFD 求解過程40-42
• 2.5.4 CFD 技術在電池熱分析中的應用42
• 2.6 本章小結42-43
• 3 單體鋰離子電池充放電過程熱效應仿真分析43-57
• 3.1 鋰離子動力電池三維熱效應模型的建立43-46
• 3.1.1 鋰離子動力電池熱傳遞基本原理及研究43-45
• 3.1.2 熱物性參數(shù)的確定45-46
• 3.2 單體鋰離子動力電池數(shù)值模擬46-52
• 3.2.1 幾何模型46-47
• 3.2.2 網格模型47
• 3.2.3 初始條件、邊界條件47-48
• 3.2.4 仿真熱源的確定48-52
• 3.3 結果與分析52-56
• 3.3.1 模擬結果分析52-55
• 3.3.2 模擬結果與實驗結果對比55-56
• 3.4 本章小結56-57
• 4 純電動汽車典型工況下鋰離子電池組動態(tài)性能研究57-71
• 4.1 純電動汽車整車技術參數(shù)57
• 4.2 ADVISOR 軟件基礎介紹57-58
• 4.3 純電動汽車仿真模型的搭建58-64
• 4.3.1 動力電池組仿真模型的建立59-62
• 4.3.2 基于 ADVISOR 純電動車仿真參數(shù)的定義62-64
• 4.4 純電動汽車仿真及動力電池生熱特性分析64-70
• 4.4.1 車輛仿真行駛工況的選擇64-65
• 4.4.2 仿真結果與電池組熱特性分析65-70
• 4.5 本章小結70-71
• 5 鋰離子動力電池組熱仿真及散熱結構優(yōu)化設計71-83
• 5.1 鋰離子動力電池組原始模型溫度場瞬態(tài)仿真分析71-77
• 5.1.1 電池組仿真模型的建立71-73
• 5.1.2 空氣流場湍流模型的選擇73
• 5.1.3 邊界條件設置73-75
• 5.1.4 仿真求解器的選擇75-76
• 5.1.5 仿真結果分析76-77
• 5.2 電池組溫度場實驗77-79
• 5.3 鋰離子動力電池組散熱結構優(yōu)化及 CFD 分析79-82
• 5.3.1 優(yōu)化方案80-81
• 5.3.2 優(yōu)化后流場分析與溫度場分析81-82
• 5.4 本章小結82-83
• 6 總結與展望83-85
• 6.1 全文總結83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-91
• 附錄91
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文91
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參與科研項目91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

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  本文關鍵詞：純電動汽車鋰離子電池熱效應及電池組散熱結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259890