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

  更多相關(guān)文章： 電池包 機(jī)械結(jié)構(gòu) 熱效應(yīng) 模態(tài)實(shí)驗(yàn) 動(dòng)力學(xué)特性

【摘要】：本文主要針對(duì)動(dòng)力電池包的設(shè)計(jì)以及特性進(jìn)行研究,本文選用NCR18650PF鋰離子電池作為電池單體,設(shè)計(jì)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(dòng)力學(xué)特性,所完成的工作主要包括以下幾個(gè)方面：(1)電池包機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及樣品試制：根據(jù)目標(biāo)車型要求,合理設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)參數(shù),確定單個(gè)電池包基本構(gòu)架,即18個(gè)電池單體并聯(lián)成電池模塊,24個(gè)電池模塊串聯(lián)成動(dòng)力電池包。電池模塊及電池組進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),在電池模塊設(shè)計(jì)于制作中主要包括校核導(dǎo)電能力、單體一致性檢測(cè)以及焊點(diǎn)檢查。電池包設(shè)計(jì)過程中主要完成電池模塊的固定與連接設(shè)計(jì)、電池包的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及電池內(nèi)部的導(dǎo)線導(dǎo)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(yīng)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�(shí)驗(yàn)和理論建立電池單體的三維不分層模型,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(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證模型的正確性。建立電池組二維熱模型,并檢驗(yàn)電池組在1C倍率下電池組的散熱能力,此時(shí)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(dòng)力學(xué)特性研究：完成電池組的模態(tài)試驗(yàn),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(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)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(shí)電池箱體的強(qiáng)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(shí)路面激勵(lì)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(duì)電池包進(jìn)行定頻特性分析,檢驗(yàn)是否滿足疲勞強(qiáng)度的要求。
【關(guān)鍵詞】：電池包 機(jī)械結(jié)構(gòu) 熱效應(yīng) 模態(tài)實(shí)驗(yàn) 動(dòng)力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(dòng)力電池系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 鋰離子動(dòng)力電池的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 動(dòng)力電池包機(jī)械系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 動(dòng)力電池?zé)嵝?yīng)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 動(dòng)力電池包有限元分析研究現(xiàn)狀14
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及意義14-17
• 第二章 電池包機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及樣品試制17-37
• 2.1 電池包機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)17-21
• 2.2.2 電池包框架設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 電池模塊設(shè)計(jì)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(dǎo)電銅極柱的設(shè)計(jì)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(jì)25-26
• 2.3.5 電池模塊比能量計(jì)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(jì)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(jì)29-30
• 2.4.3 電池包冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)30-31
• 2.4.4 電池組線束及電氣接口設(shè)計(jì)31-33
• 2.5 電池包箱體設(shè)計(jì)33-34
• 2.6 電池包比能量計(jì)算34-35
• 2.7 電池包模型圖和實(shí)物圖35
• 2.8 本章小結(jié)35-37
• 第三章 動(dòng)力電池組熱特性研究37-58
• 3.1 電池單體實(shí)驗(yàn)37-42
• 3.1.1 電池單體放電特性實(shí)驗(yàn)37-40
• 3.1.2 電芯內(nèi)阻特性實(shí)驗(yàn)40-42
• 3.2 電池單體熱特性研究42-49
• 3.2.1 電池?zé)岱治龌A(chǔ)42-44
• 3.2.2 NCR18650PF電池基本結(jié)構(gòu)和模型簡(jiǎn)化44-46
• 3.2.3 NCR18650PF電池參數(shù)識(shí)別46-47
• 3.2.4 NCR18650PF電池?zé)嵩捶治?/span>47-49
• 3.3 電池仿真結(jié)果分析49-53
• 3.3.1 模型的驗(yàn)證49-50
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析50-53
• 3.4 電池組二維熱場(chǎng)分析53-57
• 3.4.1 電池組二維熱場(chǎng)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(shí)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(dòng)力學(xué)特性研究58-77
• 4.1 動(dòng)力電池包有限元分析的任務(wù)58
• 4.2 電池組自由模態(tài)實(shí)驗(yàn)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(yàn)59-61
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)化及網(wǎng)格模型63
• 4.3.2 求解與結(jié)果分析63-65
• 4.4 動(dòng)力電池包有限元模型65-67
• 4.4.1 動(dòng)力電池包三維模型65-66
• 4.4.2 動(dòng)力電池包材料及厚度66
• 4.4.3 動(dòng)力電池包網(wǎng)格及質(zhì)量控制66-67
• 4.5 動(dòng)力電池包動(dòng)力學(xué)特性分析67-75
• 4.5.1 極限工況下電池包強(qiáng)度校核67-69
• 4.5.2 動(dòng)力電池包自由模態(tài)分析69-71
• 4.5.3 動(dòng)力電池包諧響應(yīng)分析71-72
• 4.5.4 電池包定頻振動(dòng)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(xiàn)80-83
• 附錄83-85
• 攻讀碩士期間參與科研項(xiàng)目與成果清單85

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