面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題與能源短缺問(wèn)題,發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)是大勢(shì)所趨。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)唯一的動(dòng)力來(lái)源,是當(dāng)下制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸之一。由于鋰離子電池對(duì)溫度十分敏感,過(guò)高過(guò)低的溫度都會(huì)對(duì)其性能造成嚴(yán)重影響,且電池組內(nèi)緊密安放的電池極易引起熱堆積,熱重疊等一系列現(xiàn)象。因此對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行熱管理是至關(guān)重要的。本文主要運(yùn)用CFD計(jì)算流體力學(xué)仿真分析的方法,站在工程應(yīng)用的角度,分別建立無(wú)間隙電池模組與正常間隙電池模組,采用保守的方案對(duì)電池模組進(jìn)行熱管理,提出合理的散熱系統(tǒng)方案并對(duì)其進(jìn)行研究與優(yōu)化,使電動(dòng)汽車(chē)的性能與熱安全性得到進(jìn)一步提高。本文的具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）對(duì)鋰電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、生熱機(jī)理、傳熱理論以及溫度對(duì)電池特性的影響進(jìn)行了研究與分析。研究了鋰離子電池的生熱速率與熱物性參數(shù)的計(jì)算并對(duì)其進(jìn)行了估算。（2）運(yùn)用CATIA軟件搭建了電池單體及模組模型。運(yùn)用AMESim一維仿真和Fluent三維仿真對(duì)不同放電倍率下單體鋰電池的溫升與不同環(huán)境溫度下單體鋰電池的溫升進(jìn)行了仿真分析,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型的正確性。通過(guò)Fluent軟件對(duì)在空氣自然對(duì)流下電池模組的溫升進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景及意義
        1.1.1 電動(dòng)汽車(chē)
        1.1.2 動(dòng)力電池
        1.1.3 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 鋰電池的熱特性研究
    2.1 鋰電池的組成
    2.2 鋰電池的工作原理
    2.3 鋰電池生熱機(jī)理的分析
    2.4 鋰電池的傳熱理論
    2.5 鋰電池的生熱速率
    2.6 鋰電池?zé)嵛镄詤?shù)的計(jì)算
        2.6.1 密度
        2.6.2 比熱容
        2.6.3 導(dǎo)熱系數(shù)
    2.7 溫度對(duì)電池特性的影響
        2.7.1 不同環(huán)境溫度下的電池容量
        2.7.2 不同環(huán)境溫度下的電池內(nèi)阻和開(kāi)路電壓
    2.8 本章小結(jié)
3 AMESim概述及其應(yīng)用
    3.1 單體鋰電池
        3.1.1 單體鋰電池的選擇
        3.1.2 單體鋰電池仿真研究
    3.2 一維仿真軟件
        3.2.1 AMESim概述
        3.2.2 AMESim的優(yōu)缺點(diǎn)
        3.2.3 AMESim的連接方式
    3.3 基于AMESim仿真
        3.3.1 不同放電倍率下電池的溫度變化
        3.3.2 不同環(huán)境溫度下電池的溫度變化
        3.3.3 熱管理方式的選擇
    3.4 電池液流冷卻循環(huán)的兩種方案
        3.4.1 水箱冷卻散熱
        3.4.2 液體冷卻與空調(diào)系統(tǒng)耦合
    3.5 本章小結(jié)
4 鋰離子電池組溫度場(chǎng)分析及液冷流道的設(shè)計(jì)
    4.1 CFD的應(yīng)用
        4.1.1 CFD概述
        4.1.2 CFD基本控制方程
    4.2 電池的幾何建模
        4.2.1 幾何模型的搭建
        4.2.2 電池組的網(wǎng)格劃分
    4.3 自然對(duì)流下的電池模組的仿真
    4.4 電池模組的液體冷卻
        4.4.1 電池模組的建立及網(wǎng)格劃分
        4.4.2 冷卻液運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的選擇
        4.4.3 不同流道對(duì)散熱的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 電池模組液冷的散熱效果的優(yōu)化及典型工況下的仿真分析
    5.1 不同冷卻因素下電池組散熱性能的仿真
        5.1.1 不同冷卻液進(jìn)口溫度對(duì)冷卻效果的影響
        5.1.2 不同冷卻液流速對(duì)冷卻效果的影響
    5.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
    5.3 典型工況下電池組熱特性
    5.4 散熱系統(tǒng)的仿真
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于STAR-CCM+的電池組冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J]. 樂(lè)文,徐志龍,曹楠楠.  農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程. 2019(08)
[2]穩(wěn)定分層二層流非湍流/湍流層無(wú)平均剪切密度界面處的湍流[J]. 李兆輝,時(shí)鐘.  計(jì)算物理. 2018(06)
[3]圓柱形鋰離子電池模組微通道液冷熱模型[J]. 趙春榮,曹文炅,董緹,蔣方明.  化工學(xué)報(bào). 2017(08)
[4]鋰離子電池組熱管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J]. 白帆飛,宋文吉,陳明彪,馮自平.  電池. 2016(03)
[5]中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望[J]. 唐葆君,劉江鵬.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2015(02)
[6]純電動(dòng)汽車(chē)電池箱的熱特性[J]. 陳燕虹,吳偉靜,劉宏偉,沈帥,李策園,耿煥亮.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2014(04)
[7]流體力學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)FLASH模擬[J]. 張福龍.  科技風(fēng). 2013(11)
[8]基于雙進(jìn)雙出流徑液冷系統(tǒng)散熱的電池模塊熱特性分析[J]. 徐曉明,趙又群.  中國(guó)機(jī)械工程. 2013(03)
[9]電動(dòng)汽車(chē)電池組熱管理系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 雷治國(guó),張承寧.  電源技術(shù). 2011(12)
[10]動(dòng)力型磷酸鐵鋰電池的溫度特性[J]. 李哲,韓雪冰,盧蘭光,歐陽(yáng)明高.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(18)

碩士論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池?zé)崽匦苑治黾耙豪湫阅軆?yōu)化[D]. 劉兵.江蘇大學(xué) 2019
[2]電動(dòng)汽車(chē)電池?zé)崽匦约吧岱治鯷D]. 帥令.重慶大學(xué) 2018
[3]18650鋰離子電池產(chǎn)熱模型及運(yùn)用研究[D]. 楊勇.重慶大學(xué) 2018
[4]電動(dòng)汽車(chē)電池組液流熱管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 喻昆侖.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[5]新能源汽車(chē)用鋰電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究[D]. 張輝明.山東大學(xué) 2017
[6]電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其熱管理液流傳熱強(qiáng)化研究[D]. 閔德平.吉林大學(xué) 2016
[7]相變散熱在鋰離子電池?zé)峁芾碇械膽?yīng)用[D]. 南爵.電子科技大學(xué) 2016
[8]鋰離子動(dòng)力電池?zé)釥顟B(tài)研究[D]. 許建青.浙江大學(xué) 2016
[9]FSE電動(dòng)方程式賽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)性能研究[D]. 張明亮.重慶大學(xué) 2015
[10]純電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池組熱特性研究[D]. 江超.合肥工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3207338