隨著世界范圍內(nèi)能源短缺和大氣污染等問題的日益嚴(yán)重,新能源汽車近年來的發(fā)展非常迅猛。為推進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,增加新能源汽車人才儲備,中國汽車工程學(xué)會從2013年開始舉辦第一屆中國大學(xué)生電動方程式汽車大賽。由于比賽競爭激烈,比賽工況較為惡劣,動力電池易出現(xiàn)散熱不良的情況,若熱量堆積嚴(yán)重甚至還會引發(fā)火災(zāi),因此需要應(yīng)用電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),對動力電池組及時有效的散熱,從而提高賽車的安全性。本文以廈門理工學(xué)院純電動方程式賽車的動力電池系統(tǒng)作為研究對象,基于賽車的實際比賽工況,對純電動方程式賽車的熱管理系統(tǒng)展開設(shè)計,保證電池始終工作在安全合理的溫度范圍內(nèi),進(jìn)而提高賽車動力電池的性能表現(xiàn)以及整車的安全性。本文的主要創(chuàng)新點和研究工作如下:首先從鋰離子電池的結(jié)構(gòu),以及鋰電池充放電過程的工作原理入手,從生熱機(jī)理與傳熱特性兩方面展開分析,對鋰離子電池的熱物性參數(shù)進(jìn)行計算,并建立鋰電池直角坐標(biāo)系下非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程,為后文研究做鋪墊。采用試驗測試與理論計算相結(jié)合的方法,獲取鋰離子電池單體的等效內(nèi)阻參數(shù),鋰電池在一般工作荷電狀態(tài)（20%-80%）下的平均等效內(nèi)阻為3mΩ。根據(jù)鋰電池生熱機(jī)理,在仿真軟件中建立鋰離子電... 

【文章來源】：廈門理工學(xué)院福建省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源及研究意義
    1.2 動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 主動冷卻
        1.2.2 被動冷卻
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 鋰離子電池?zé)崽匦苑治?br>    2.1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.1.1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
        2.1.2 鋰離子電池工作原理
    2.2 鋰離子電池的生熱機(jī)理
    2.3 鋰離子電池的傳熱特性
    2.4 鋰離子電池?zé)嵝?yīng)模型建立
        2.4.1 鋰離子電池參數(shù)及熱物性參數(shù)
        2.4.2 鋰離子電池的生熱速率模型
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鋰離子電池單體熱效應(yīng)分析與實驗
    3.1 鋰離子電池內(nèi)阻特性實驗
    3.2 電池單體仿真模型的建立
        3.2.1 有限元仿真基本理論
        3.2.2 材料屬性定義及網(wǎng)格劃分
        3.2.3 熱源載荷的施加與約束
    3.3 電池單體溫度場仿真分析
        3.3.1 電池恒流放電工況
        3.3.2 電池3.5C循環(huán)放電工況
    3.4 電池單體熱模型實驗驗證
        3.4.1 實驗簡介
        3.4.2 實驗結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計
    4.1 賽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配計算
        4.1.1 整車參數(shù)及性能指標(biāo)
        4.1.2 電機(jī)參數(shù)計算
        4.1.3 電池組參數(shù)計算
    4.2 熱管理系統(tǒng)參數(shù)計算
    4.3 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 散熱系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.2 電池模組布置方案確定
        4.3.3 電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的分析與試驗
    5.1 電池箱溫度場仿真
        5.1.1 Icepak熱模型建立
        5.1.2 網(wǎng)格劃分
        5.1.3 求解設(shè)置
    5.2 不同變量下電池箱溫度場仿真
        5.2.1 風(fēng)道方向?qū)鋮s效果的影響
        5.2.2 放電倍率對冷卻效果的影響
        5.2.3 環(huán)境溫度對冷卻效果的影響
        5.2.4 BMS放置位置對冷卻效果的影響
    5.3 改進(jìn)設(shè)計
        5.3.1 電池模組間隙
        5.3.2 空氣進(jìn)出口位置
        5.3.3 改進(jìn)結(jié)果對比
    5.4 試驗驗證
        5.4.1 試驗準(zhǔn)備
        5.4.2 高速避障測試
        5.4.3 耐久性能測試
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于熱管技術(shù)的動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 丹聃,姚程寧,張揚(yáng)軍,錢煜平,諸葛偉林.  科學(xué)通報. 2019(07)
[2]基于微小通道波形扁管的圓柱電池液冷模組散熱特性[J]. 閔小滕,唐志國,高欽,宋安琪,王守成.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2019(03)
[3]鋰離子電池?zé)崮Ｐ脱芯楷F(xiàn)狀及展望[J]. 常國峰,季運(yùn)康,魏慧利.  電源技術(shù). 2018(08)
[4]Experimental Investigation on Cooling/Heating Characteristics of Ultra-Thin Micro Heat Pipe for Electric Vehicle Battery Thermal Management[J]. Fei-Fei Liu,Feng-Chong Lan,Ji-Qing Chen,Yi-Gang Li.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(03)
[5]相變材料在動力電池?zé)峁芾碇械膽?yīng)用研究[J]. 尤若波.  儲能科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[6]先進(jìn)鎳氫電池及其關(guān)鍵電極材料[J]. 陳云貴,周萬海,朱丁.  金屬功能材料. 2017(01)
[7]純電動汽車鋰離子電池成組熱效應(yīng)分析[J]. 嚴(yán)剛,李頂根,秦李偉,鄧原冰,竇汝振.  汽車工程學(xué)報. 2016(05)
[8]Thermal behavior analysis of a pouch type Li[Ni0.7Co0.15Mn0.15]O2-based lithium-ion battery[J]. Feng-Ling Yun,Ling Tang,Wen-Cheng Li,Wei-Ren Jin,Jing Pang,Shi-Gang Lu.  Rare Metals. 2016(04)
[9]電動汽車動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)的研究與實現(xiàn)[J]. 李軍求,吳樸恩,張承寧.  汽車工程. 2016(01)
[10]電動汽車與鋰離子電池[J]. 黃學(xué)杰.  物理. 2015(01)

碩士論文
[1]FSEC電動賽車動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)研究[D]. 黎英.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]純電動汽車動力參數(shù)匹配研究[D]. 安治文.華南理工大學(xué) 2016
[3]基于熱管技術(shù)的汽車動力電池組熱控系統(tǒng)研究[D]. 陳維.華南理工大學(xué) 2014
[4]基于相變散熱的動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)研究[D]. 張江云.廣東工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3644067