動力電池作為電動汽車的動力源,是電動汽車的三大核心技術(shù)之一。對于目前主流的動力電池而言,溫度對電池的性能和使用壽命有著重要影響。當(dāng)動力電池用于電動汽車時,電池單體將會被封裝成組做成電池包,然而易使電池的熱量累積難以散出,需要對動力電池的工作溫度進(jìn)行控制。因此,設(shè)計有效的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對于電動汽車的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。本課題來源于江蘇省重點(diǎn)項目（產(chǎn)業(yè)前瞻與關(guān)鍵技術(shù)）,針對項目合作企業(yè)提供的電動輕卡,進(jìn)行電池單體跨尺度電化學(xué)-熱耦合問題及熱特性的研究、電池包的設(shè)計以及電池?zé)峁芾矸桨傅脑O(shè)計與多場耦合計算。本文完成的工作和結(jié)論如下:（1）關(guān)聯(lián)了電極實際微觀結(jié)構(gòu)中微觀參數(shù)與宏觀參數(shù),基于電荷守恒、質(zhì)量守恒和能量守恒等方程建立了磷酸鐵鋰電池單體跨尺度的電化學(xué)-熱耦合模型,并確定了邊界條件。（2）針對項目中擬采用的軟包磷酸鐵鋰電池,為了解其溫度特性,本文搭建了電池單體熱特性試驗平臺,開展了不同放電倍率和不同環(huán)境溫度下的電池的恒流放電試驗,得到以下結(jié)論:環(huán)境溫度為25℃、放電倍率為1C時,放電末期電池的最高溫度出現(xiàn)在電池中心處,為30.1℃;放電倍率越大,電池的溫升越大,均溫性越差,放電倍率為2C... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電池單體熱特性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電池單體的生熱特性試驗研究
        1.2.2 鋰離子動力電池傳熱模型化研究
    1.3 電池包熱管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于空氣的熱管理技術(shù)
        1.3.2 基于液體的熱管理技術(shù)
        1.3.3 基于相變材料的熱管理技術(shù)
        1.3.4 基于熱管的熱管理技術(shù)
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 鋰離子電池單體跨尺度多場耦合模型
    2.1 鋰離子電池的工作原理
    2.2 跨尺度研究
    2.3 電化學(xué)-熱耦合模型
        2.3.1 電化學(xué)模型
        2.3.2 熱模型
        2.3.3 邊界條件
    2.4 本章小結(jié)
第三章 鋰離子電池單體熱特性試驗研究
    3.1 軟包磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)
    3.2 磷酸鐵鋰電池?zé)崽匦栽囼炑芯?br>        3.2.1 試驗儀器
        3.2.2 不同放電倍率下電池?zé)崽匦栽囼?br>        3.2.3 不同環(huán)境溫度下電池?zé)崽匦栽囼?br>    3.3 磷酸鐵鋰電池單體跨尺度多場耦合模擬研究
        3.3.1 熱物性參數(shù)的計算
        3.3.2 模型設(shè)置
        3.3.3 模擬結(jié)果與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 電池包的電學(xué)設(shè)計
    4.1 電池包產(chǎn)品參數(shù)匹配性分析
        4.1.1 確定電池的串聯(lián)數(shù)
        4.1.2 確定電池的并聯(lián)數(shù)
    4.2 電池包的成組方式
    4.3 電池包的尺寸
    4.4 本章小結(jié)
第五章 熱管理系統(tǒng)的設(shè)計
    5.1 液冷散熱系統(tǒng)的設(shè)計
    5.2 熱管冷卻散熱系統(tǒng)的設(shè)計
        5.2.1 熱管的特性
        5.2.2 熱管設(shè)計
        5.2.3 冷板設(shè)計
        5.2.4 翅片設(shè)計
    5.3 本章小結(jié)
第六章 電池模塊的多場耦合模擬研究
    6.1 多場耦合模型
    6.2 液冷散熱系統(tǒng)多場耦合模擬研究
        6.2.1 幾何模型
        6.2.2 網(wǎng)格模型
        6.2.3 模型設(shè)置
        6.2.4 多場耦合結(jié)果分析
        6.2.5 冷板結(jié)構(gòu)改進(jìn)后多場耦合模擬分析
    6.3 熱管冷卻散熱系統(tǒng)多場耦合模擬研究
        6.3.1 幾何模型
        6.3.2 網(wǎng)格模型
        6.3.3 模型設(shè)置
        6.3.4 多場耦合結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
參考文獻(xiàn)



本文編號：3671934