近年來,隨著人們對環(huán)境的重視,電動汽車得到了快速發(fā)展。現(xiàn)階段電動汽車的發(fā)展主要受到電池技術的制約。鋰電池作為電動汽車主要動力來源,具有工作電壓高、比能量高、壽命長、無污染的優(yōu)點。但是其性能表現(xiàn)對溫度比較敏感。在低溫環(huán)境下,鋰電池化學反應速率下降,鋰電池的容量明顯降低導致電動汽車續(xù)航里程下降;在高溫環(huán)境下,電池內(nèi)阻上升導致電池的放電電壓下降,電池工作效率下降。甚至,溫度過高引發(fā)電池熱失控,造成安全事故。因此,合理的電池熱管理十分重要。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先研究了電池工作過程中的熱行為,主要包括產(chǎn)熱、導熱、對流換熱和熱輻射。建立電池的簡化模型,并對電池進行循環(huán)充放電溫升仿真和實驗,對比實驗和仿真結(jié)果,驗證了電池模型具有較好的準確性。再分別對單體電池在不同放電倍率、不同環(huán)境溫度下的散熱情況進行CFD仿真。結(jié)果表明,常溫下,電池以最大可持續(xù)放電電流（2.5C）完全放電后溫度為54.74℃。當環(huán)境溫度超過11.71℃時,電池以2.5C電流完全放電將超過40℃。原電池箱內(nèi)的電池PACK是由98個單體電池并聯(lián)組成,采用自然風冷的熱管理方式,在Fluent里對原PACK在25℃下以2.5C電流完... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 動力電池發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 電動汽車動力電池熱管理系統(tǒng)
        1.3.1 電池熱管理的必要性
        1.3.2 動力電池熱管理的分類
    1.4 動力電池熱管理的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容與研究方法
2 鋰離子電池的熱特性及計算流體力學簡介
    2.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成及工作原理
        2.1.1 鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 鋰離子電池的特點
        2.1.3 鋰離子電池的工作原理
    2.2 鋰離子電池的熱特性研究及熱物理參數(shù)計算
        2.2.1 鋰離子電池的傳熱特性
        2.2.2 鋰離子電池生熱率
        2.2.3 鋰離子電池熱物理參數(shù)的計算方法
    2.3 計算流體力學簡介
        2.3.1 計算流體力學概述
        2.3.2 流體力學控制方程
        2.3.3 CFD求解過程
    2.4 本章小結(jié)
3 單體鋰離子電池熱特性仿真分析與實驗研究
    3.1 鋰離子電池單體建模與熱物理參數(shù)計算
        3.1.1 鋰離子電池簡化模型的建立
        3.1.2 鋰離子電池生熱率的計算
    3.2 鋰離子電池單體充放電溫升仿真分析
        3.2.1 鋰離子電池單體網(wǎng)格模型的劃分
        3.2.2 單體鋰電池充放電溫升仿真
    3.3 單體鋰電池熱特性實驗研究
        3.3.1 實驗設備
        3.3.2 實驗方案
        3.3.3 實驗結(jié)果分析
        3.3.4 仿真與實驗結(jié)果的對比分析
    3.4 鋰離子電池單體熱特性仿真分析
        3.4.1 不同放電倍率下電池溫度場仿真
        3.4.2 不同環(huán)境溫度下電池溫度場仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 電池PACK改進設計與熱仿真
    4.1 原動力電池風冷PACK散熱性能分析
    4.2 單通道串聯(lián)液體冷卻PACK設計與仿真計算
        4.2.1 單通道串聯(lián)液體冷卻PACK的設計
        4.2.2 單通道串聯(lián)液體冷卻PACK的仿真分析
    4.3 多通道串聯(lián)液體冷卻PACK設計與仿真計算
        4.3.1 多通道串聯(lián)液體冷卻PACK的設計
        4.3.2 多通道串聯(lián)液體冷卻PACK的仿真分析
    4.4 多通道并聯(lián)液體冷卻PACK設計與仿真計算
        4.4.1 多通道并聯(lián)液體冷卻PACK的設計
        4.4.2 多通道并聯(lián)液體冷卻PACK的仿真分析
        4.4.3 三種多通道并聯(lián)液體冷卻PACK散熱效果對比
    4.5 電池組PACK改進設計方案的對比分析
    4.6 本章小結(jié)
5 電池箱冷卻液路線設計及散熱性能分析
    5.1 電池箱內(nèi)電池PACK排布及冷卻液路線布置
    5.2 電池Module冷卻液流動特性分析
    5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)及展望
    6.1 論文工作內(nèi)容總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3671697