電動汽車電池包內(nèi)空間封閉,電芯排列密集,產(chǎn)生的熱量很容易在內(nèi)部聚集從而引發(fā)著火事故,因此必須對電池進(jìn)行冷卻設(shè)計,確保電池溫度被控制在合理范圍內(nèi)。本文以某18650型三元鋰離子電池為研究對象,在分析單體電池生熱機理基礎(chǔ)上,采用數(shù)值仿真的方法分析冷卻液流量、冷板壁厚、冷卻液溫度和放電倍率對電池散熱行為影響,為電池組液冷散熱設(shè)計提供參考,同時為提高仿真效率,利用AMESim軟件搭建電池液冷散熱的一維模型進(jìn)行仿真分析,為電池?zé)峁芾淼姆抡嫜芯刻峁┮环N新的思路。為研究電池生熱特性,利用恒溫箱、電池充放電儀器等設(shè)備搭建電池測試臺架,采用HPPC方法測量了不同溫度和不同SOC狀態(tài)下單體電池內(nèi)阻;利用直接測量法測量了電池熵?zé)嵯禂?shù);測量了不同放電倍率下單體電池溫升。結(jié)果顯示:電池內(nèi)阻隨溫度升高而減小,放電末期內(nèi)阻隨SOC減小快速增大;電池在放電過程中可逆反應(yīng)不是總表現(xiàn)為放出熱量,而是先放熱,再吸熱,再放熱;電池小倍率放電時,產(chǎn)熱以可逆反應(yīng)熱為主,大倍率放電時以不可逆內(nèi)阻熱為主。設(shè)計了電池組液冷散熱系統(tǒng),利用冷板對電池進(jìn)行冷卻,冷板與電池接觸部位彎曲為50.75°以使導(dǎo)熱面積最大化,仿真分析了不同冷卻液質(zhì)量... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 電池?zé)峁芾硌芯楷F(xiàn)狀
        1.2.1 空氣冷卻
        1.2.2 液體冷卻
        1.2.3 相變材料(PCM)冷卻
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 鋰離子電池?zé)崽匦约皩嶒?br>    2.1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)
    2.2 鋰離子電池工作原理
    2.3 鋰離子電池生熱機理
    2.4 鋰離子電池?zé)嵛镄詤?shù)計算
        2.4.1 電池生熱速率計算
        2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)計算
        2.4.3 比熱容計算
        2.4.4 密度計算
    2.5 單體電池實驗
        2.5.1 研究對象
        2.5.2 實驗設(shè)備
        2.5.3 內(nèi)阻測試
        2.5.4 熵?zé)嵯禂?shù)測試
        2.5.5 溫升測試
    2.6 實驗結(jié)果分析
        2.6.1 內(nèi)阻測試結(jié)果及分析
        2.6.2 SOC對電池熵?zé)嵯禂?shù)影響
        2.6.3 放電倍率對電池溫升的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于STAR-CCM+的電池組液冷散熱溫度場仿真分析
    3.1 CFD仿真流程及控制方程
        3.1.1 CFD仿真流程
        3.1.2 CFD控制方程
    3.2 單體電池溫度場建模仿真
        3.2.1 單體電池?zé)崮Ｐ?br>        3.2.2 單體電池生熱率計算
        3.2.3 單體電池幾何模型及網(wǎng)格劃分
        3.2.4 邊界條件及參數(shù)設(shè)置
        3.2.5 仿真結(jié)果分析
    3.3 仿真結(jié)果與實驗結(jié)果對比分析
    3.4 電池組液冷散熱仿真分析
        3.4.1 電池組液冷系統(tǒng)幾何模型
        3.4.2 電池組液冷系統(tǒng)網(wǎng)格劃分
        3.4.3 流動模型及物性參數(shù)設(shè)置
        3.4.4 邊界條件及初始條件
        3.4.5 不同冷卻液質(zhì)量流量對電池組溫度影響
        3.4.6 不同冷板壁厚對電池組溫度影響
        3.4.7 不同冷卻液溫度對電池組溫度影響
        3.4.8 不同放電倍率對電池組溫度影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于AMESIM的一維電池組液冷散熱仿真分析
    4.1 仿真軟件介紹
        4.1.1 AMESim簡介
        4.1.2 AMESim仿真流程
    4.2 單體電池?zé)崽匦苑抡娣治?br>        4.2.1 單體電池自然散熱建模與仿真
        4.2.2 結(jié)果對比
    4.3 電池組液冷散熱一維仿真分析
        4.3.1 電池組液冷散熱建模
        4.3.2 仿真結(jié)果分析
    4.4 一維仿真與三維仿真結(jié)果對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFD的某電動車電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計及熱分析[J]. 楊潤澤,程鑫.  湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2019(03)
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碩士論文
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[2]純電動汽車鋰離子電池?zé)嵝?yīng)及電池組散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 李濤.重慶大學(xué) 2013
[3]電動汽車電池溫度場之分析及應(yīng)用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]電動汽車鋰離子電池包熱特性研究與優(yōu)化設(shè)計[D]. 車杜蘭.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號：3676962