電動(dòng)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(duì)電池進(jìn)行冷卻設(shè)計(jì),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(duì)象,在分析單體電池生熱機(jī)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(duì)電池散熱行為影響,為電池組液冷散熱設(shè)計(jì)提供參考,同時(shí)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(cè)試臺(tái)架,采用HPPC方法測(cè)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(cè)量法測(cè)量了電池熵?zé)嵯禂?shù);測(cè)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(guò)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(shí),產(chǎn)熱以可逆反應(yīng)熱為主,大倍率放電時(shí)以不可逆內(nèi)阻熱為主。設(shè)計(jì)了電池組液冷散熱系統(tǒng),利用冷板對(duì)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(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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?jī)?nèi)容
第2章 鋰離子電池?zé)崽匦约皩?shí)驗(yàn)
    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(jī)理
    2.4 鋰離子電池?zé)嵛镄詤?shù)計(jì)算
        2.4.1 電池生熱速率計(jì)算
        2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算
        2.4.3 比熱容計(jì)算
        2.4.4 密度計(jì)算
    2.5 單體電池實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 研究對(duì)象
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.5.3 內(nèi)阻測(cè)試
        2.5.4 熵?zé)嵯禂?shù)測(cè)試
        2.5.5 溫升測(cè)試
    2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        2.6.1 內(nèi)阻測(cè)試結(jié)果及分析
        2.6.2 SOC對(duì)電池熵?zé)嵯禂?shù)影響
        2.6.3 放電倍率對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)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(dòng)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(duì)電池組溫度影響
        3.4.6 不同冷板壁厚對(duì)電池組溫度影響
        3.4.7 不同冷卻液溫度對(duì)電池組溫度影響
        3.4.8 不同放電倍率對(duì)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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
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[10]鋰離子電池單體熱模型研究動(dòng)態(tài)[J]. 宋麗,魏學(xué)哲,戴海峰,孫澤昌.  汽車工程. 2013(03)

碩士論文
[1]電動(dòng)汽車電池組散熱的仿真研究與優(yōu)化[D]. 張沖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]純電動(dòng)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(dòng)汽車電池溫度場(chǎng)之分析及應(yīng)用[D]. 吳斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]電動(dòng)汽車鋰離子電池包熱特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 車杜蘭.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3676962