為緩解化石燃料引起的日趨嚴重的環(huán)境污染問題和能源危機問題,針對傳統(tǒng)汽車工業(yè),全球范圍內主要的國家和地區(qū)均開展了新能源汽車的研發(fā)和推廣工作。純電動汽車、混合動力汽車、插電式混合動力汽車等被看作是目前最有發(fā)展前景的未來交通解決方案。作為當前新能源汽車和家用儲能裝置的核心的鋰電池,其工作性能,包括循環(huán)壽命、放電容量、安全性能均受到工作溫度的極大影響。因此,為了保障裝置的安全和性能的高效,鋰電池熱管理系統(tǒng)越來越被各方所重視。本文以長沙市科技局重點項目[kh1601129]為依托,結合已有的研究成果及傳熱基礎理論,綜合采用仿真模擬與實驗結合的方法,研究了由60節(jié)三元18650鋰電池構成的液冷電池組的散熱性能。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:(1)建立了單體電池的產(chǎn)熱模型,在鋰離子電池自身電化學工作機理和內部構造的基礎上,通過實驗和參考相關文獻獲取了所需要的單體模型參數(shù),對電池單體在不同放電倍率下的產(chǎn)熱進行了數(shù)值模擬,獲得了在不同換熱工況下放電結束后的單體電池溫度分布,并實驗驗證了單體模型的可靠性。(2)結合對電池單體熱模型的分析,初步設計出了一種液冷式電池組的基本結構,對此液冷電池組的散熱性能進行了...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：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 鋰離子電池熱管理的需求
    1.3 電池熱管理研究進展
        1.3.1 風冷式電池熱管理系統(tǒng)
        1.3.2 相變材料式熱管理系統(tǒng)
        1.3.3 液冷式熱管理系統(tǒng)
    1.4 場協(xié)同原理研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內容
第2章 三元鋰離子電池單體模型建立及熱分析
    2.1 鋰離子電池的電化學工作原理
    2.2 鋰離子電池的產(chǎn)熱理論及傳熱模型
    2.3 鋰電池單體模型的建立
        2.3.1 簡化結構和基本假設
        2.3.2 單體模型參數(shù)的獲取
        2.3.3 網(wǎng)格劃分
        2.3.4 Fluent計算條件設定
    2.4 電池單體溫度的仿真分析
        2.4.1 不同放電倍率下單體電池溫度分析
        2.4.2 不同散熱工況下單體電池溫度分析
        2.4.3 不同環(huán)境溫度下單體電池溫度分析
    2.5 仿真模型的實驗驗證
        2.5.1 實驗設計
        2.5.2 實驗結果分析
    2.6 本章小結
第3章 鋰離子動力電池組液冷散熱性能仿真
    3.1 液冷電池組模型傳熱分析
        3.1.1 熱傳導
        3.1.2 熱對流
        3.1.3 熱輻射
    3.2 CFD計算工具的選擇
        3.2.1 網(wǎng)格劃分工具ICEM
        3.2.2 CFD商業(yè)軟件Fluent
    3.3 液冷模型數(shù)值計算
        3.3.1 電池組初始液冷結構
        3.3.2 材料物理性質
        3.3.3 冷卻液流動狀態(tài)
        3.3.4 網(wǎng)格劃分和無關性分析
        3.3.5 邊界條件和初始條件設置
    3.4 液冷模型仿真分析
        3.4.1 不同放電倍率下電池組溫度場分析
        3.4.2 冷卻液流量對電池組溫度的影響
        3.4.3 冷卻液進口溫度對電池組溫度的影響
    3.5 本章小結
第4章 鋰離子動力電池組液冷散熱的場協(xié)同優(yōu)化
    4.1 對流換熱的場協(xié)同原理
        4.1.1 對流換熱的場協(xié)同原理
        4.1.2 換熱器中的場協(xié)同原理
    4.2 冷板管道流體的熱流協(xié)同分析
    4.3 并行式多流道的性能分析
        4.3.1 并行多流道理論分析
        4.3.2 并行式2 流道和3 流道的性能分析
    4.4 并行式3流道的流向優(yōu)化
    4.5 本章小結
總結與展望
參考文獻
附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文和從事課題
致謝



本文編號：3911648