本文關(guān)鍵詞：純電動汽車電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計及特性研究

  更多相關(guān)文章： 電池包 機械結(jié)構(gòu) 熱效應 模態(tài)實驗 動力學特性

【摘要】：本文主要針對動力電池包的設(shè)計以及特性進行研究,本文選用NCR18650PF鋰離子電池作為電池單體,設(shè)計了從電池單體、電池包到電池系統(tǒng)多層次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上試制電池包樣品,研究電池包的散熱特性以及動力學特性,所完成的工作主要包括以下幾個方面：(1)電池包機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及樣品試制：根據(jù)目標車型要求,合理設(shè)計電動汽車電池系統(tǒng)參數(shù),確定單個電池包基本構(gòu)架,即18個電池單體并聯(lián)成電池模塊,24個電池模塊串聯(lián)成動力電池包。電池模塊及電池組進行機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計,在電池模塊設(shè)計于制作中主要包括校核導電能力、單體一致性檢測以及焊點檢查。電池包設(shè)計過程中主要完成電池模塊的固定與連接設(shè)計、電池包的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計以及電池內(nèi)部的導線導電能力的校核,最終完成并制作了比能量為102.337 W·h/kg的電池包。(2)電池單體與電池組熱效應研究：完成電池單體放電過程中溫升特性以及電池內(nèi)阻特性的研究�；趯嶒灪屠碚摻㈦姵貑误w的三維不分層模型,研究電池單體在不同放電倍率下產(chǎn)熱與傳熱規(guī)律,并對比實驗結(jié)果驗證模型的正確性。建立電池組二維熱模型,并檢驗電池組在1C倍率下電池組的散熱能力,此時電池組的最大溫升為10。C,說明散熱系統(tǒng)能夠能夠滿足使用要求。(3)電池包動力學特性研究：完成電池組的模態(tài)試驗,獲取電池組前三階固有頻率及振型,完成電池組有限元分析,將分析結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,驗證模型的正確性。建立電池包的有限元模型,校核汽車在不平路面行駛時電池箱體的強度。完成電池包自由模態(tài)分析,第一階頻率為58.12Hz,避開汽車行駛時路面激勵的頻率范圍。研究電池包掃頻特性分析,找到電池包在主要方向的共振頻率。對電池包進行定頻特性分析,檢驗是否滿足疲勞強度的要求。
【關(guān)鍵詞】：電池包 機械結(jié)構(gòu) 熱效應 模態(tài)實驗 動力學特性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 動力電池系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 鋰離子動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 動力電池包機械系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 動力電池熱效應研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 動力電池包有限元分析研究現(xiàn)狀14
• 1.3 論文研究內(nèi)容及意義14-17
• 第二章 電池包機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及樣品試制17-37
• 2.1 電池包機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求17
• 2.2 電池包基本參數(shù)的確定17-22
• 2.2.1 電源系統(tǒng)設(shè)計17-21
• 2.2.2 電池包框架設(shè)計21-22
• 2.3 電池模塊設(shè)計與加工22-29
• 2.3.1 電池單體布置方式的選擇23
• 2.3.2 集流片以及導電銅極柱的設(shè)計23-25
• 2.3.3 傳感器的選擇與固定25
• 2.3.4 電池模塊外圍單元設(shè)計25-26
• 2.3.5 電池模塊比能量計算26-27
• 2.3.6 電池模塊的加工工藝27-29
• 2.4 電池包的成組設(shè)計29-33
• 2.4.1 電池模塊在電池包中的布置29
• 2.4.2 電池組固定結(jié)構(gòu)設(shè)計29-30
• 2.4.3 電池包冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計30-31
• 2.4.4 電池組線束及電氣接口設(shè)計31-33
• 2.5 電池包箱體設(shè)計33-34
• 2.6 電池包比能量計算34-35
• 2.7 電池包模型圖和實物圖35
• 2.8 本章小結(jié)35-37
• 第三章 動力電池組熱特性研究37-58
• 3.1 電池單體實驗37-42
• 3.1.1 電池單體放電特性實驗37-40
• 3.1.2 電芯內(nèi)阻特性實驗40-42
• 3.2 電池單體熱特性研究42-49
• 3.2.1 電池熱分析基礎(chǔ)42-44
• 3.2.2 NCR18650PF電池基本結(jié)構(gòu)和模型簡化44-46
• 3.2.3 NCR18650PF電池參數(shù)識別46-47
• 3.2.4 NCR18650PF電池熱源分析47-49
• 3.3 電池仿真結(jié)果分析49-53
• 3.3.1 模型的驗證49-50
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析50-53
• 3.4 電池組二維熱場分析53-57
• 3.4.1 電池組二維熱場的建立53-54
• 3.4.2 電池組網(wǎng)格模型54
• 3.4.3 二維電池組模型參數(shù)的設(shè)置54-55
• 3.4.4 1C倍率放電時電池組仿真分析55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 電池包動力學特性研究58-77
• 4.1 動力電池包有限元分析的任務58
• 4.2 電池組自由模態(tài)實驗58-63
• 4.2.1 模態(tài)理論分析58-59
• 4.2.2 電池組模態(tài)試驗59-61
• 4.2.3 實驗數(shù)據(jù)的后處理61-63
• 4.3 電池組的模態(tài)分析63-65
• 4.3.1 電池組簡化及網(wǎng)格模型63
• 4.3.2 求解與結(jié)果分析63-65
• 4.4 動力電池包有限元模型65-67
• 4.4.1 動力電池包三維模型65-66
• 4.4.2 動力電池包材料及厚度66
• 4.4.3 動力電池包網(wǎng)格及質(zhì)量控制66-67
• 4.5 動力電池包動力學特性分析67-75
• 4.5.1 極限工況下電池包強度校核67-69
• 4.5.2 動力電池包自由模態(tài)分析69-71
• 4.5.3 動力電池包諧響應分析71-72
• 4.5.4 電池包定頻振動分析72-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 總結(jié)77
• 5.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 附錄83-85
• 攻讀碩士期間參與科研項目與成果清單85

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本文編號：923717