發(fā)布時(shí)間：2017-09-29 03:26

  本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰電池組風(fēng)冷散熱系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 磷酸鐵鋰電池組 強(qiáng)制風(fēng)冷散熱 最高溫度 溫差 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展對(duì)解決全球范圍內(nèi)的能源短缺、氣候變化和環(huán)境污染具有戰(zhàn)略性的意義。電池技術(shù)是電動(dòng)汽車三大核心技術(shù)之一,磷酸鐵鋰電池因其能量密度大、充放電電壓高、自放電率低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。電池本身制造誤差和使用誤差易造成電池組各單體電池生熱不同,使得電池組溫度過(guò)高或溫差過(guò)大;同時(shí)溫度問(wèn)題反過(guò)來(lái)造成磷酸鐵鋰電池的充放電效率及充放電狀態(tài)的差異性加劇,甚至可能造成電池組熱失控或爆炸現(xiàn)象。因此,基于電池組最高溫度和溫差兩大目標(biāo)進(jìn)行電池組熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)提高電池組安全性和可靠性具有重要意義。強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于操作控制等優(yōu)點(diǎn)在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文采用實(shí)驗(yàn)與CFD仿真分析相結(jié)合的方法對(duì)磷酸鐵鋰電池組風(fēng)冷散熱效果進(jìn)行研究。首先搭建磷酸鐵鋰單體電池和電池組的充放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)不同充放電倍率下電池的電壓特性和溫度特性進(jìn)行分析;之后以磷酸鐵鋰電池的生熱機(jī)理和電池組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立電池組風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的三維仿真模型,進(jìn)行2C放電倍率下電池組風(fēng)冷散熱效果的仿真分析。電池組表面溫度、溫差的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較高吻合度,驗(yàn)證了CFD仿真分析方法的可靠性;然后以空氣進(jìn)風(fēng)角度、空氣出風(fēng)角度和電池間間距的布置形式為設(shè)計(jì)變量,通過(guò)單因素變量分析和正交試驗(yàn)方法對(duì)強(qiáng)制風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。極差分析得出了各因素的最佳水平組合,結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的散熱效果較初始模型得到了較大改善。方差分析從誤差項(xiàng)的角度對(duì)各因素的顯著性水平進(jìn)行考察,為風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化研究指明了方向;最后在結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上,提出了一種空氣循環(huán)流動(dòng)的風(fēng)冷散熱裝置。從空氣流動(dòng)循環(huán)周期和周期間隙兩個(gè)角度對(duì)空氣循環(huán)流動(dòng)的風(fēng)冷散熱策略進(jìn)行了研究,電池組各單體電池溫差降低,各單體電池溫度一致性得到改善。綜上所述,優(yōu)化后強(qiáng)制風(fēng)冷散熱系統(tǒng)可以很好地滿足磷酸鐵鋰電池組的散熱要求,研究方法和研究成果都具有重要的工程意義。
【關(guān)鍵詞】：磷酸鐵鋰電池組 強(qiáng)制風(fēng)冷散熱 最高溫度 溫差 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(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10-22
• 1.1 研究背景與意義10-13
• 1.2 磷酸鐵鋰動(dòng)力電池及其熱安全性13-16
• 1.2.1 磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)、工作原理及其應(yīng)用13-15
• 1.2.2 磷酸鐵鋰電池生熱機(jī)理15
• 1.2.3 磷酸鐵鋰電池?zé)岚踩?/span>15-16
• 1.3 電池組熱管理系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文主要的研究路線與內(nèi)容19-22
• 第二章 磷酸鐵鋰單體電池特性實(shí)驗(yàn)與一致性成組實(shí)驗(yàn)22-36
• 2.1 磷酸鐵鋰單體電池充放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建22-25
• 2.2 充放電工況下磷酸鐵鋰單體電池電壓特性25-28
• 2.2.1 充電工況下磷酸鐵鋰單體電池電壓變化曲線25-26
• 2.2.2 放電工況下磷酸鐵鋰單體電池電壓變化曲線26-28
• 2.3 充放電工況下磷酸鐵鋰單體電池溫升特性28-31
• 2.3.2 充電工況下磷酸鐵鋰單體電池溫度變化曲線29
• 2.3.3 放電工況下磷酸鐵鋰單體電池溫度變化曲線29-31
• 2.4 磷酸鐵鋰電池成組一致性實(shí)驗(yàn)31-34
• 2.4.1 磷酸鐵鋰電池成組一致性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建31-32
• 2.4.2 動(dòng)態(tài)電壓選配法32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 磷酸鐵鋰電池組風(fēng)冷散熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬36-53
• 3.1 磷酸鐵鋰電池組風(fēng)冷散熱平臺(tái)的搭建36-38
• 3.2 不同放電倍率下電池組自然散熱與強(qiáng)制風(fēng)冷散熱38-42
• 3.3 磷酸鐵鋰電池組計(jì)算模型的建立42-49
• 3.3.1 磷酸鐵鋰電池組散熱過(guò)程基本原理42-43
• 3.3.2 電池組幾何模型與網(wǎng)格模型建立43-44
• 3.3.3 熱物性參數(shù)確定44-46
• 3.3.4 CFD仿真模型設(shè)置46-49
• 3.4 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 磷酸鐵鋰電池組風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)53-70
• 4.1 單因素變量仿真分析53-61
• 4.1.2 進(jìn)風(fēng)角度的影響54-57
• 4.1.3 出風(fēng)角度的影響57-59
• 4.1.4 電池間間距布置形式的影響59-61
• 4.2 多因素變量仿真分析61-68
• 4.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)62
• 4.2.2 極差分析法62-65
• 4.2.3 方差分析法65-68
• 4.3 本章小結(jié)68-70
• 第五章 空氣循環(huán)流動(dòng)風(fēng)冷散熱策略的研究70-77
• 5.1 空氣循環(huán)流動(dòng)控制策略70-71
• 5.2 循環(huán)周期71-74
• 5.3 周期間隙74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 總結(jié)與展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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