本文關(guān)鍵詞：某純電動(dòng)卡車(chē)電池組熱管理研究

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【摘要】：作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心部件,電池的使用狀態(tài)對(duì)整車(chē)使用性能及整車(chē)使用壽命有著至關(guān)重要的影響。本文基于某純電動(dòng)輕型卡車(chē),對(duì)鋰離子動(dòng)力電池組的放熱和散熱情況進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。本文主要研究的內(nèi)容和取得的相關(guān)成果有：1.分析了電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)以及國(guó)內(nèi)外汽車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展?fàn)顟B(tài),對(duì)鋰電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、生熱和傳熱特性進(jìn)行了相關(guān)的理論研究；2.借助于電動(dòng)汽車(chē)仿真和開(kāi)發(fā)軟件ADVISOR,建立了包含鋰離子電池組模型的整車(chē)動(dòng)態(tài)仿真模型,并利用該模型對(duì)城市道路循環(huán)工況下電池組放電動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析,得到電池組實(shí)時(shí)生熱速率及生熱量等狀態(tài)信息；3.討論了計(jì)算流體力學(xué)理論,介紹了相關(guān)分析軟件。針對(duì)所研究的單體電池,對(duì)其結(jié)構(gòu)和各個(gè)物性參數(shù)進(jìn)行了分析和計(jì)算。利用CATIA和 HyperMesh,建立了動(dòng)力鋰電池單體有限元仿真分析模型。運(yùn)用STAR-CCM+對(duì)單體電池溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,在外界環(huán)境溫度相同的情況下,單體電池的放電倍率越大,即放電電流越大,電池內(nèi)部的溫差也會(huì)越大；在不同環(huán)境溫度條件下(25℃/35℃/45℃),外界環(huán)境的溫度越高,單體電池溫度場(chǎng)的均勻性越差；4.從動(dòng)力電池組散熱方式的角度出發(fā),分析對(duì)比了不同散熱方式對(duì)電池組的影響。并建立了電池組的三維模型,將其導(dǎo)入流體分析軟件STAR-CCM+中,建立了CFD仿真模型,對(duì)電池箱內(nèi)部模組的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行了分析,并將結(jié)果與遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),得出仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的—致性,從而驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性以及方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車(chē) 鋰離子動(dòng)力電池組 溫度場(chǎng) 流場(chǎng) STAR-CCM+
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)9-12
• 1.2.1 混合動(dòng)力汽車(chē)9-10
• 1.2.2 插電式混合動(dòng)力汽車(chē)10-11
• 1.2.3 純電動(dòng)汽車(chē)11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)用動(dòng)力電池的發(fā)展?fàn)顟B(tài)12-14
• 1.3.1 汽車(chē)用動(dòng)力電池的發(fā)展12-13
• 1.3.2 鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展13-14
• 1.4 電動(dòng)汽車(chē)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的發(fā)展14-15
• 1.5 課題來(lái)源和主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 鋰離子動(dòng)力電池?zé)崽匦苑治?/span>16-21
• 2.1 鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)特性16-17
• 2.2 鋰離子動(dòng)力電池的工作原理17
• 2.3 鋰離子電池生熱和傳熱機(jī)理17-20
• 2.3.1 鋰離子動(dòng)力電池生熱特性分析17-19
• 2.3.2 鋰離子動(dòng)力電池傳熱特性分析19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 純電動(dòng)卡車(chē)循環(huán)工況電池組生熱特性仿真分析21-29
• 3.1 整車(chē)技術(shù)參數(shù)21-22
• 3.2 電機(jī)參數(shù)的確定22-23
• 3.3 基于ADVISOR的整車(chē)仿真模型的建立23-26
• 3.3.1 ADVISOR軟件介紹23
• 3.3.2 車(chē)輛仿真模型的建立23-26
• 3.4 純電動(dòng)汽車(chē)循環(huán)工況電池組生熱特性26-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 4 鋰離子電池單體的熱仿真分析29-47
• 4.1 計(jì)算流體力學(xué)概述30-35
• 4.1.1 計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的控制方程30-32
• 4.1.2 計(jì)算流體力學(xué)的求解步驟32-35
• 4.2 仿真軟件介紹35-36
• 4.2.1 HyperMesh軟件介紹35-36
• 4.2.2 STAR-CCM+軟件介紹36
• 4.3 單體鋰電池傳熱的基本理論36-37
• 4.4 鋰離子電池仿真模型的建立37-39
• 4.4.1 電池的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)37-38
• 4.4.2 鋰離子電池單體三維模型的建立38-39
• 4.4.3 網(wǎng)格劃分和邊界條件的設(shè)置39
• 4.5 電池仿真參數(shù)的確定39-40
• 4.6 仿真分析40-46
• 4.6.1 不同放電倍率對(duì)電池溫升的影響40-43
• 4.6.2 不同環(huán)境溫度對(duì)電池溫升的影響43-46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 5 純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池組CFD分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證47-61
• 5.1 動(dòng)力電池組冷卻方式47-48
• 5.2 動(dòng)力電池組散熱系統(tǒng)建模48-56
• 5.2.1 建立電池箱流固耦合模型48-51
• 5.2.2 湍流模型的選擇51-52
• 5.2.3 網(wǎng)格劃分和材料屬性及邊界條件的設(shè)置52-56
• 5.3 仿真結(jié)果分析56-58
• 5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61
• 6.2 研究展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68

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本文編號(hào)：568260