近幾年,電動汽車產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展時期。電池作為電動汽車的動力部件,其性能是制約電動車發(fā)展的關鍵因素。由于三元鋰電池優(yōu)秀的能量密度,近年來所占的市場比重逐年提升,完全占據(jù)了主流地位。同時鋰離子電池熱濫用導致的安全問題也逐步得到人們的重視。因此,三元鋰離子電池的單體熱特性和電池組散熱特性研究對熱管理系統(tǒng)設計至關重要。本文使用NCR 18650B三元鋰離子電池作為研究對象,主要工作如下:（1）拆解NCR 18650B三元鋰離子電池以了解電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),將電池內(nèi)部產(chǎn)熱分為歐姆熱和反應熱,且分別分析了歐姆熱和反應熱的影響因素,確定電池各傳熱物性參數(shù)的計算方法。（2）搭建電池充放電試驗臺,其中電池工作環(huán)境溫度使用恒溫箱控制,將K型熱電偶布置在電池表面用于獲取電池表面溫度,分別進行了電池內(nèi)阻測試實驗,電池電動勢溫度影響系數(shù)實驗、電池放電溫升實驗和電池充放電性能實驗。整理實驗數(shù)據(jù),分析了歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻隨溫度和電池荷電狀態(tài)SOC的變化規(guī)律、電動勢溫度影響系數(shù)隨SOC的變化規(guī)律、不同環(huán)境溫度下不同放電倍率電池表面溫升規(guī)律以及不同環(huán)境溫度下充放電容量的變化規(guī)律。（3）電池內(nèi)部各材料結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料屬性通過... 

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.1.2 動力電池發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
        1.1.3 動力電池熱管理系統(tǒng)研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電池單體產(chǎn)熱模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 電池單體熱特性研究
        1.2.3 電池模塊散熱研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容和目的
2 電池產(chǎn)熱模型理論研究
    2.1 概述
    2.2 鋰離子電池結(jié)構(gòu)和工作原理
        2.2.1 鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        2.2.2 鋰離子電池工作原理
    2.3 鋰離子電池產(chǎn)熱模型及熱物理參數(shù)計算
        2.3.1 電池產(chǎn)熱模型
        2.3.2 比熱容的測量及計算方法
        2.3.3 導熱系數(shù)的測量及計算方法
    2.4 本章小結(jié)
3 電池單體熱特性實驗研究
    3.1 概述
    3.2 單體電池熱特性實驗設計
        3.2.1 實驗設備介紹
        3.2.2 內(nèi)阻實驗
        3.2.3 電動勢溫度影響系數(shù)實驗
        3.2.4 電池單體溫升實驗
    3.3 實驗結(jié)果分析
        3.3.1 溫度和SOC對內(nèi)阻的影響
        3.3.2 SOC對電池電動勢溫度影響系數(shù)的影響
        3.3.3 電池單體溫升實驗研究
        3.3.4 環(huán)境溫度對充放電性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 單體電池熱狀態(tài)仿真研究
    4.1 概述
    4.2 單體電池仿真模型的建立
        4.2.1 網(wǎng)格模型
        4.2.2 電池熱物性參數(shù)獲取
        4.2.3 電池產(chǎn)熱近似模型的建立
        4.2.4 初始條件及邊界條件確定
        4.2.5 網(wǎng)格無關性研究
    4.3 單體電池溫度場瞬態(tài)仿真
    4.4 仿真結(jié)果與實驗結(jié)果對比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 電池組散熱特性研究
    5.1 概述
    5.2 數(shù)學模型的建立
    5.3 電池組仿真模型建立
        5.3.1 湍流模型設置
        5.3.2 物性參數(shù)設定
        5.3.3 求解器的選擇
        5.3.4 邊界條件設置
        5.3.5 網(wǎng)格模型的劃分
    5.4 串聯(lián)電池組熱特性研究
        5.4.1 串聯(lián)電池組結(jié)構(gòu)
        5.4.2 電池間距對流動特性的影響
        5.4.3 電池間距對換熱特性的影響
        5.4.4 電池與壁面距離對流動特性的影響
        5.4.5 電池間距對換熱特性的影響
    5.5 并聯(lián)電池組不同排列組合熱特性研究
        5.5.1 并聯(lián)電池組結(jié)構(gòu)
        5.5.2 仿真結(jié)果分析
        5.5.3 并聯(lián)電池組優(yōu)化結(jié)構(gòu)
        5.5.4 優(yōu)化仿真結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]車用三元鋰離子動力電池內(nèi)阻特性分析[J]. 盧艷華.  電源技術. 2017(05)
[2]18650圓柱形電芯的產(chǎn)熱行為研究[J]. 王子緣,張國慶,高冠勇,呂又付.  廣東工業(yè)大學學報. 2017(01)
[3]鋰離子電池三元正極材料鎳鈷鋁酸鋰的研究進展[J]. 李軍,劉建軍,李少芳,李雪峰.  化工新型材料. 2016(06)
[4]鋰離子電池熱效應模型的研究進展[J]. 韓劍,高虹.  節(jié)能. 2015(10)
[5]鋰離子動力電池的溫升特性分析[J]. 李新靜,張佳瑢,魏引利,劉炎金,丁紹玉.  材料科學與工程學報. 2014(06)
[6]總投資25億元鋰電池項目落戶靈寶[J].   中國有色金屬. 2014(13)
[7]電動汽車電池包散熱加熱設計[J]. 車杜蘭,周榮,喬維高.  北京汽車. 2010(01)
[8]混合動力汽車動力電池熱管理系統(tǒng)流場特性研究[J]. 陳磊濤,許思傳,常國峰.  汽車工程. 2009(03)

博士論文
[1]基于固液相變傳熱介質(zhì)的動力電池熱管理研究[D]. 饒中浩.華南理工大學 2013

碩士論文
[1]純電動乘用車動力電池液冷熱管理結(jié)構(gòu)設計[D]. 王元哲.合肥工業(yè)大學 2017
[2]風冷式動力電池熱管理系統(tǒng)技術數(shù)值研究[D]. 張新強.華南理工大學 2016
[3]高密度鋰電池組內(nèi)部熱環(huán)境模擬研究[D]. 魏士飛.中原工學院 2016
[4]鋰離子動力電池熱特性建模與加熱方法研究[D]. 吳樸恩.北京理工大學 2016
[5]電動汽車圓柱型鋰離子電池熱模型研究[D]. 史男.北京理工大學 2015
[6]車用鋰離子電池冷卻方案優(yōu)化設計[D]. 彭影.浙江大學 2015
[7]電動車鋰電池熱管理系統(tǒng)研究[D]. 趙衛(wèi)兵.吉林大學 2014
[8]純電動汽車鋰離子電池熱效應及電池組散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 李濤.重慶大學 2013
[9]純電動汽車電池箱熱特性研究及熱管理系統(tǒng)開發(fā)[D]. 沈帥.吉林大學 2013
[10]基于相變材料的鋰離子電池熱管理系統(tǒng)研究[D]. 曹建華.清華大學 2013



本文編號：3655163