動力鋰電池作為新能源汽車直接的動力來源,對電動汽車的整體性能有著重要影響。鋰電池溫度必須處于適宜的溫度范圍內(nèi),并且電池的溫差也不能過大,溫度過高或者過低都會降低鋰電池的循環(huán)壽命和使用性能。因此,設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、可靠性強(qiáng)、能夠適應(yīng)不同環(huán)境溫度和使用工況的動力鋰電池液流換熱系統(tǒng)顯得尤為重要。為了研究溫度對鋰電池性能的影響,本文對鋰電池的特點(diǎn)、生熱機(jī)理和傳熱特性進(jìn)行了理論分析,并建立了數(shù)學(xué)模型,計(jì)算出鋰電池的物性參數(shù)。根據(jù)電池包設(shè)計(jì)要求,利用SolidWorks三維建模軟件完成了動力鋰電池模組、電池包和集成式水箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并利用ANSYS有限元分析軟件完成了電池包箱體的靜強(qiáng)度仿真和模態(tài)分析,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的電池包箱體的合理性。為了研究環(huán)境溫度、放電倍率、液冷板結(jié)構(gòu)對電池包發(fā)熱的影響,利用Fluent有限元仿真軟件完成了電池包溫度變化的模擬仿真,結(jié)果表明環(huán)境溫度越高、放電倍率越大,電池包溫升越大。針對設(shè)計(jì)的三款液冷板,分別進(jìn)行了不同放電倍率的電池包液冷模擬仿真,結(jié)果表明下置式單進(jìn)出液冷板效果最差,下置式雙進(jìn)出液冷板可以有效降低液冷板進(jìn)水口和出水口的溫差,但是制冷效果仍不夠理想,內(nèi)置式... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 電動汽車動力電池的發(fā)展
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 動力鋰電池包結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 動力鋰電池包熱特性研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2 動力鋰電池?zé)崽匦苑治?br>    2.1 鋰電池的類型
    2.2 鋰電池的工作原理
    2.3 鋰電池的生熱機(jī)理
    2.4 鋰電池的傳熱特性
        2.4.1 熱傳導(dǎo)
        2.4.2 輻射傳熱
        2.4.3 對流傳熱
    2.5 鋰電池的溫度特性
    2.6 本章小結(jié)
3 動力鋰電池包及集成式水箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 動力鋰電池包整體設(shè)計(jì)要求
    3.2 單體鋰電池的選用
    3.3 鋰電池模組的設(shè)計(jì)
        3.3.1 鋰電池模組的構(gòu)成原理
        3.3.2 鋰電池模組的三維模型
    3.4 動力鋰電池包的設(shè)計(jì)
        3.4.1 電池包的構(gòu)成原理
        3.4.2 電池包的三維模型
    3.5 集成式水箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.6 電池包冷卻液循環(huán)路徑
    3.7 電池包箱體靜強(qiáng)度仿真分析
        3.7.1 載荷和邊界條件
        3.7.2 仿真結(jié)果分析
    3.8 電池包箱體模態(tài)分析
    3.9 本章小結(jié)
4 動力鋰電池包液冷系統(tǒng)數(shù)值仿真
    4.1 CFD分析理論及研究方法
        4.1.1 Fluent軟件特點(diǎn)
        4.1.2 CFD的基本控制方程
    4.2 電池包自然冷卻CFD分析
        4.2.1 電池包模型
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 鋰電池物性參數(shù)的計(jì)算
        4.2.4 設(shè)置邊界條件
        4.2.5 流場初始化和求解設(shè)置
        4.2.6 電池包自然冷卻仿真結(jié)果與分析
    4.3 電池包下置式單進(jìn)出液冷板冷卻CFD分析
        4.3.1 下置式單進(jìn)出液冷板模型
        4.3.2 網(wǎng)格劃分
        4.3.3 設(shè)置邊界條件
        4.3.4 電池包下置式單進(jìn)出液冷板冷卻仿真結(jié)果與分析
    4.4 電池包下置式雙進(jìn)出液冷板冷卻CFD分析
        4.4.1 下置式雙進(jìn)出液冷板模型
        4.4.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件
        4.4.3 電池包下置式雙進(jìn)出液冷板冷卻仿真結(jié)果與分析
    4.5 電池包內(nèi)置式雙進(jìn)出液冷板CFD分析
        4.5.1 內(nèi)置式雙進(jìn)出液冷板模型
        4.5.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件
        4.5.3 電池包內(nèi)置式雙進(jìn)出液冷板冷卻仿真結(jié)果與分析
    4.6 電池包冷卻液流速與比熱容CFD分析
        4.6.1 冷卻液流速對電池包溫升影響仿真結(jié)果與分析
        4.6.2 比熱容對電池包溫升影響仿真結(jié)果與分析
    4.7 電池包低溫預(yù)熱CFD分析
        4.7.1 動力鋰電池包預(yù)熱方式的選擇
        4.7.2 動力鋰電池包預(yù)熱目標(biāo)
        4.7.3 電池包預(yù)熱仿真與分析
    4.8 本章小結(jié)
5 電池包溫度特性實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 電池包溫度特性實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    5.2 電池包0.5C、1C倍率充電溫升實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 電池包0.7C倍率放電溫升實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.3 數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、專利目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Labview純電動汽車能源系統(tǒng)診斷平臺開發(fā)[J]. 姚子欣,劉凌飛,趙瑞林,郭昊.  汽車實(shí)用技術(shù). 2019(02)
[2]質(zhì)子交換膜燃料電池冷啟動策略研究現(xiàn)狀[J]. 張寶斌.  節(jié)能. 2018(12)
[3]電動汽車用智能鋰離子電池模組的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 歐陽劍,張平,李菁,李慧琪.  機(jī)械工程與自動化. 2018(06)
[4]幾種鋰電池正極材料的發(fā)展與比較[J]. 堵莎莎,袁金麗,張亞,孫永明,曹恒喜.  當(dāng)代化工研究. 2018(11)
[5]增程式電動車動力電池組低溫行車預(yù)熱策略[J]. 于遠(yuǎn)彬,李新用,閔海濤,張曉偉,馮達(dá).  中國公路學(xué)報(bào). 2018(09)
[6]鋰電池容量衰減和循環(huán)壽命影響因素淺析[J]. 井冰,蘆朋,李博.  中國安全防范技術(shù)與應(yīng)用. 2018(03)
[7]液冷管道對動力鋰電池組溫度場影響研究[J]. 安治國,丁玉章,劉奇,癿建建.  電源技術(shù). 2018(06)
[8]基于貪婪算法的風(fēng)冷式動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)優(yōu)化[J]. 陳凱,汪雙鳳.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2018(05)
[9]車用電池包結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模及分析方法研究[J]. 蘭鳳崇,黃培鑫,陳吉清,劉金.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[10]電動車輛動力電池的性能特點(diǎn)及其發(fā)展[J]. 肖九梅.  電源世界. 2018(01)

博士論文
[1]動力艙熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵部件建模仿真方法研究[D]. 彭瑋.山東大學(xué) 2018
[2]18650型動力電芯熱—電特性及模組熱管理技術(shù)研究[D]. 張江云.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[3]鋰離子電池產(chǎn)熱和熱誘導(dǎo)失控特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳唐琴.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[4]中國碳減排路徑選擇與對策研究[D]. 陳理浩.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]電池包熱管理強(qiáng)化傳熱設(shè)計(jì)及分析[D]. 姚鵬.吉林大學(xué) 2018
[2]乏燃料水池自然對流傳熱的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 鄧雨成.山東大學(xué) 2018
[3]電動汽車動力電池箱有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 冷曉偉.青島大學(xué) 2018
[4]電動汽車電池?zé)崽匦约半姵亟M風(fēng)冷散熱研究[D]. 羅宗鴻.南昌航空大學(xué) 2018
[5]電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[D]. 詹慶峰.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[6]純電動汽車鋰離子電池組液冷散熱系統(tǒng)研究[D]. 楊洋.華南理工大學(xué) 2018
[7]多回路水冷方式的動力電池組熱管理系統(tǒng)研究[D]. 王留.吉林大學(xué) 2017
[8]電動汽車電池組液流熱管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 喻昆侖.長安大學(xué) 2017
[9]隨機(jī)激勵下電動汽車動力電池包結(jié)構(gòu)疲勞性能研究[D]. 陳琪.華南理工大學(xué) 2017
[10]純電動汽車電池組被動式液冷散熱系統(tǒng)仿真分析與優(yōu)化[D]. 曹明偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3175735