本文關鍵詞：電動汽車電池冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電池是電動汽車的核心部件之一,其性能好壞直接影響到電動汽車的性能。對電池進行有效的熱管理,使得電池包工作時,其內(nèi)部溫度分布均勻,而且整個電池包溫度維持在電池的最佳工作溫度范圍內(nèi),對提高電池性能、延長電池壽命至關重要。本文研究了Li FePO4電池的生熱和傳熱規(guī)律,并通過數(shù)值模擬的方法研究了該電池組成電池包的空氣冷卻系統(tǒng),得到了維持電池包內(nèi)部每個電池模塊溫度分布均勻條件下的最佳配風方式。本文主要工作及結論如下:(1)綜述了單體電池的產(chǎn)熱和熱模型,及電池包熱管理技術的研究進展。(2)對比不同正極材料的安全性能后,將26650Li FePO4電池作為研究目標,并確定了最佳溫度范圍及溫差要求;以及該電池的內(nèi)部組成、反應過程、產(chǎn)熱項和傳熱特性。(3)構建Li FePO4電池三維仿真模型,研究了不同條件下的溫度場變化規(guī)律。結果表明:工作電流對電池的溫度變化起決定性作用,降低環(huán)境溫度或增大對流傳熱系數(shù)都有助于降低電池溫度。單體電池熱分析模型的仿真結果與實驗結果吻合。(4)為了驗證數(shù)值模擬結果的準確性,首先對空氣冷卻的電池包進行仿真模擬,然后與實驗結果進行比較,兩者高度一致。(5)為了改善空冷效果,利用我們的專利技術,設計了多進口型空冷裝置。對該裝置進行了數(shù)值仿真研究,結果表明,該系統(tǒng)最大溫差值和標準差值都遠小于普通風冷電池包;前端進口流量增大時,最大溫差值和標準差值都是先變小后變大的,故系統(tǒng)必然存在一種最優(yōu)流量分配方案。(6)從側邊進口的個數(shù)、進口位置的選擇及進口結構的設計這三方面,對多進口新型空冷電池熱管理系統(tǒng)進行優(yōu)化設計,并對系統(tǒng)的總體性能進行綜合評價。結果表明,當側邊進口數(shù)量為3個時,其側邊三個進口傾角分別為60o、60o、60o的系統(tǒng)電池溫度一致性最好。在側邊前端進口in2、3和后端進口in6、7這四個進口處設置導流板后,電池組的整體溫度差異性是所有優(yōu)化設計方案中最好的。
【關鍵詞】：電動汽車 Li FePO4電池 熱管理系統(tǒng)
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11
• 1.2 電池熱管理系統(tǒng)11-12
• 1.3 電池熱管理的國內(nèi)外現(xiàn)狀12-19
• 1.3.1 單體電池的研究12-15
• 1.3.2 電池熱管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-20
• 第二章 鋰離子電池熱特性分析20-29
• 2.1 電動汽車對電池組的要求20-21
• 2.2 鋰離子電池的性能優(yōu)勢21-23
• 2.3 鋰離子電池組的安全性和溫度范圍23-25
• 2.3.1 鋰離子電池組的安全性23-24
• 2.3.2 動力Li FePO_4電池組的溫度范圍24-25
• 2.4 Li FePO_4電池生熱原理25-27
• 2.4.1 Li FePO_4電池內(nèi)部結構25-26
• 2.4.2 Li FePO_4電池反應原理26
• 2.4.3 Li FePO_4電池的產(chǎn)熱26-27
• 2.5 Li FePO_4電池傳熱特性27-28
• 2.6 本章小節(jié)28-29
• 第三章 鋰離子電池熱分析模型及其溫度特性29-47
• 3.1 電池熱分析模型29-31
• 3.2 磷酸鐵鋰電池的建模熱分析31-35
• 3.2.1 單體電池的計算模型31-32
• 3.2.2 單體電池的運行工況32
• 3.2.3 單體電池的材料屬性32-34
• 3.2.4 網(wǎng)格劃分和質(zhì)量檢查34
• 3.2.5 邊界條件與載荷的設置34-35
• 3.3 不同放電條件下電池的溫度場分析35-44
• 3.3.1 放電倍率對溫度分布的影響35-39
• 3.3.2 環(huán)境溫度對溫度分布的影響39-43
• 3.3.3 表面對流換熱系數(shù)對溫度分布的影響43-44
• 3.4 磷酸鐵鋰電池熱分析模型驗證44-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第四章 新型鋰離子電池組空冷散熱系統(tǒng)47-68
• 4.1 電池組仿真與實驗對比47-51
• 4.1.1 前處理設置47-48
• 4.1.2 仿真設置48-49
• 4.1.3 仿真結果與實驗對比分析49-51
• 4.2 一般風冷電池組結構51-56
• 4.2.1 計算模型51-52
• 4.2.2 參數(shù)條件及模擬設置52
• 4.2.3 仿真結果分析52-56
• 4.3 新型空冷電池熱管理系統(tǒng)56-64
• 4.3.1 新型電池熱管理系統(tǒng)模型56-57
• 4.3.2 新型系統(tǒng)流量分配方案57-58
• 4.3.3 仿真結果分析58-64
• 4.4 多進.空冷電池熱管理系統(tǒng)特性分析64-67
• 4.4.1 箱體側邊進.傾角不同情況64-66
• 4.4.2 新型空冷電池組功率消耗情況66-67
• 4.5 本章小節(jié)67-68
• 第五章 新型空冷電池組的優(yōu)化分析68-87
• 5.1 側邊兩個進.的設計優(yōu)化68-73
• 5.2 側邊單進.的設計73-79
• 5.2.1 單進.質(zhì)量流量分配方案73
• 5.2.2 仿真結果分析73-76
• 5.2.3 側面單進.系統(tǒng)的優(yōu)化76-79
• 5.3 側邊三個進.的優(yōu)化設計79-84
• 5.3.1 三個進.質(zhì)量流量分配方案80
• 5.3.2 三個進.的仿真結果分析80-82
• 5.3.3 側面三個進.系統(tǒng)的優(yōu)化82-84
• 5.4 側邊進氣.數(shù)量不同時的綜合比較84-85
• 5.5 本章小節(jié)85-87
• 總結與展望87-89
• 1 本文工作總結87-88
• 2 展望88-89
• 參考文獻89-94
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附頁96

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黎火林;蘇金然;;鋰離子電池循環(huán)壽命預計模型的研究[J];電源技術;2008年04期

2 吳忠杰;張國慶;;混合動力車用鎳氫電池的液體冷卻系統(tǒng)[J];廣東工業(yè)大學學報;2008年04期

3 付正陽,林成濤,陳全世;電動汽車電池組熱管理系統(tǒng)的關鍵技術[J];公路交通科技;2005年03期

4 饒中浩;汪雙鳳;洪思慧;巫茂春;;電動汽車動力電池熱管理實驗與數(shù)值分析[J];工程熱物理學報;2013年06期

5 鄧元望;鐘俊夫;張上安;王兵杰;;混合動力車用鋰電池相變材料-空氣耦合散熱[J];電源技術;2013年10期

6 張國慶;饒中浩;吳忠杰;傅李鵬;;采用相變材料冷卻的動力電池組的散熱性能[J];化工進展;2009年01期

7 楊志剛;黃慎;趙蘭萍;;電動汽車鋰離子電池組散熱優(yōu)化設計[J];計算機輔助工程;2011年03期

8 張志杰;李茂德;;鋰離子動力電池溫升特性的研究[J];汽車工程;2010年04期

9 徐曉明;趙又群;;基于雙進雙出流徑液冷系統(tǒng)散熱的電池模塊熱特性分析[J];中國機械工程;2013年03期

10 徐蒙;張竹茜;賈力;楊立新;;圓柱形鋰離子動力電池放電過程電化學與傳熱特性研究[J];中國電機工程學報;2013年32期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王慧磊;電動汽車鋰動力電池組熱管理系統(tǒng)研究與應用[D];黑龍江大學;2012年

  本文關鍵詞：電動汽車電池冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317502