發(fā)布時(shí)間：2023-05-06 05:47

　　在環(huán)境問題和能源問題日益嚴(yán)峻的今天,電動(dòng)汽車被視為未來汽車發(fā)展的主流方向,為此,世界各國都在積極尋求電動(dòng)汽車研究水平的持續(xù)進(jìn)步。動(dòng)力電池,作為電動(dòng)汽車的能量來源,成為了影響電動(dòng)汽車發(fā)展的主要因素。相較于其他動(dòng)力電池,鋰離子電池具有高工作電壓、高能量密度、高功率密度、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì),這使其逐漸成為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的第一選擇。然而鋰離子電池在工作時(shí)常處于高倍率放電的狀態(tài),電池模組內(nèi)的單體電池生熱量巨大,如果不能將這些熱量及時(shí)散出,其使用性能、安全性能及循環(huán)壽命均會(huì)受到影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)熱失控甚至起火爆炸等安全事故。因此,為了保證電池模組工作時(shí)的安全性和可靠性,需要設(shè)計(jì)一套有效的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng),來確保鋰離子電池長期處于最佳環(huán)境工作溫度范圍內(nèi)。本文以18650圓柱型鋰離子電池為研究對(duì)象,運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,深入分析其溫度場(chǎng)分布特性,設(shè)計(jì)出一套強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng),并采用正交試驗(yàn)方法對(duì)電池模組散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本論文的主要工作如下:(1)在研究了電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),工作原理,生熱機(jī)理及傳熱特性的基礎(chǔ)上,以18650型圓柱鋰離子電池為研究對(duì)象,建立電池三維熱效應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的研究
        1.2.1 鉛酸電池
        1.2.2 金屬氫化物/鎳電池
        1.2.3 鋰離子電池
        1.2.4 燃料電池
    1.3 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究
        1.3.1 動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)概述
        1.3.2 動(dòng)力電池?zé)峁芾矸绞窖芯?br>        1.3.3 動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 鋰離子電池?zé)岱治隼碚?br>    2.1 鋰離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.1.1 電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        2.1.2 電池的工作原理
    2.2 鋰離子電池的產(chǎn)熱機(jī)理
    2.3 鋰離子電池的傳熱特性
    2.4 鋰離子電池?zé)岱抡胬碚?br>        2.4.1 基本控制方程
        2.4.2 環(huán)境模型
    2.5 鋰離子電池?zé)岱治龇椒?br>    2.6 本章小結(jié)
第3章 鋰離子電池單體熱仿真分析
    3.1 鋰離子電池仿真模型的建立
    3.2 鋰離子電池?zé)嵛镄詤?shù)的研究
        3.2.1 電池的密度
        3.2.2 電池的比熱容
        3.2.3 電池的導(dǎo)熱系數(shù)
        3.2.4 電池的生熱速率
    3.3 鋰離子電池單體仿真分析
        3.3.1 幾何模型構(gòu)建
        3.3.2 網(wǎng)格劃分
        3.3.3 仿真計(jì)算步驟
        3.3.4 后處理
    3.4 電池單體仿真結(jié)果分析
        3.4.1 速度場(chǎng)分析
        3.4.2 溫度場(chǎng)分析
    3.5 不同倍率放電電池單體仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 鋰離子電池模組仿真分析與散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 電池模組的模型建立
        4.1.1 物理模型的建立
        4.1.2 網(wǎng)格的劃分
    4.2 電池模組的參數(shù)設(shè)定
        4.2.1 材料參數(shù)的設(shè)定
        4.2.2 熱源的設(shè)定
        4.2.3 邊界條件的設(shè)定
        4.2.4 計(jì)算模型的選擇
        4.2.5 求解控制參數(shù)的確定
    4.3 電池模組仿真結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鋰離子電池模組風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化
    5.1 方案設(shè)計(jì)
    5.2 電池單體間距對(duì)散熱效果的影響
        5.2.1 不同電池單體間距的溫度場(chǎng)分布
        5.2.2 不同電池單體間距的速度場(chǎng)分布
    5.3 電池模組進(jìn)風(fēng)口風(fēng)道角度對(duì)散熱效果的影響
        5.3.1 不同進(jìn)風(fēng)口風(fēng)道角度的溫度場(chǎng)分布
        5.3.2 不同進(jìn)風(fēng)口風(fēng)道角度的速度場(chǎng)分布
    5.4 電池模組出風(fēng)口側(cè)表面偏移角對(duì)散熱效果的影響
        5.4.1 不同出風(fēng)口側(cè)表面偏移角的溫度場(chǎng)分布
        5.4.2 不同出風(fēng)口側(cè)表面偏移角的速度場(chǎng)分布
    5.5 本章小結(jié)
第6章 鋰離子電池模組散熱結(jié)構(gòu)正交優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法概述
        6.1.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法基本概念
        6.1.2 正交表的構(gòu)造及其基本性質(zhì)
    6.2 鋰離子電池散熱結(jié)構(gòu)參數(shù)的正交優(yōu)化設(shè)計(jì)
        6.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則
        6.2.2 電池模組散熱結(jié)構(gòu)參數(shù)的選定
        6.2.3 電池模組散熱結(jié)構(gòu)的正交優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.3 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法
    6.4 正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3809153