本文關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車用鋰離子電池組熱管理的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)汽車 鋰離子電池 熱管理 自然冷卻 對(duì)流換熱 翅片 安全

【摘要】：近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,小型汽車已逐步走進(jìn)千家萬(wàn)戶,成為人們出行的必備之物。電動(dòng)汽車憑借其零排放、噪聲小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能源利用效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),已成為新能源汽車的首選。然而,動(dòng)力電池一直是制約新能源汽車發(fā)展的技術(shù)瓶頸,存在著成本較高、能量密度較低、壽命短、間接污染嚴(yán)重、輸電配電設(shè)施不健全等諸多問(wèn)題。鋰離子電池因?yàn)榫哂兄T多優(yōu)點(diǎn),已成為電動(dòng)汽車的主要電源。但是,鋰離子電池在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,若不采取有效的熱管理措施,將導(dǎo)致電池組溫度過(guò)高、單體電池間溫度分布不均衡等問(wèn)題,嚴(yán)重影響電池組的使用壽命和動(dòng)力性能,甚至?xí)蚋邷囟a(chǎn)生安全問(wèn)題。因此,開(kāi)發(fā)利用合理的電池組熱管理系統(tǒng),優(yōu)化電池組的散熱結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。本文以磷酸鐵鋰動(dòng)力電池為研究對(duì)象,介紹了鋰離子電池的產(chǎn)熱機(jī)理和溫度特性,設(shè)計(jì)和組裝了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并進(jìn)行了各種工況條件下的充放電實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)條件主要是改變電池組的冷卻方式和放電倍率。冷卻方式包括無(wú)間隙自然冷卻、等間隙自然冷卻、加裝純鋁翅片自然冷卻、加裝純銅翅片自然冷卻等,采用的放電倍率主要有0.5C、1C、1.5C、2C、2.5C、3C。通過(guò)對(duì)不同工況下最高、最低溫度點(diǎn)位置以及最大溫升、最大溫差等參數(shù)的分析,研究了電池間距、放電倍率、放電深度、翅片厚度、翅片高度、翅片材料等因素對(duì)電池組溫度分布及其變化特性的影響。研究結(jié)果表明:電池組的最大溫升和最大溫差均隨著放電深度的增加而升高;電池放電初期和末期溫升較快,放電中期溫升較慢;電池組的最高溫度分布在中央電池電極下方,最低溫度分布在電池組外側(cè)電池的外表面下方,且整個(gè)放電過(guò)程中電池組的最高、最低溫度點(diǎn)位置較為穩(wěn)定;恒流放電倍率增大,同一結(jié)構(gòu)下電池組的最大溫升和最大溫差均隨之增大,即熱管理難度增加;在電池單體間留有一定間隙并不能有效改善電池組的溫度分布,且在一定程度上加劇了電池組溫度分布的不均勻性;電池間加裝金屬翅片可顯著改善電池組的溫度分布,且存在一個(gè)最佳翅片高度;在翅片高度一定的情況下,翅片越厚,熱管理效果越好,但電池系統(tǒng)的質(zhì)量也隨之增加;同時(shí),采用導(dǎo)熱系數(shù)較大的翅片材料,可顯著改善電池組的溫度分布。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 鋰離子電池 熱管理 自然冷卻 對(duì)流換熱 翅片 安全
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912;U469.72
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 字母注釋表11-13
• 第一章 緒論13-26
• 1.1 課題背景及意義13
• 1.2 新能源汽車的分類及特點(diǎn)13-16
• 1.3 汽車動(dòng)力電池的分類及特點(diǎn)16-20
• 1.4 動(dòng)力電池組的熱管理20-25
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 鋰電池的熱特性及實(shí)驗(yàn)方案26-37
• 2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理26-27
• 2.2 生熱機(jī)理27-28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析37-52
• 3.1 最高、最低溫度點(diǎn)的位置37-38
• 3.2 電池間距對(duì)電池組熱特性的影響38-39
• 3.3 放電深度對(duì)電池組熱特性的影響39-43
• 3.4 放電倍率對(duì)電池組熱特性的影響43-47
• 3.5 翅片厚度對(duì)電池組熱特性的影響47-48
• 3.6 翅片高度對(duì)電池組熱特性的影響48-49
• 3.7 翅片材料對(duì)電池組熱特性的影響49-50
• 3.8 本章小結(jié)50-52
• 第四章 全文總結(jié)和展望52-54
• 4.1 全文總結(jié)52
• 4.2 研究展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明58-59
• 致謝59-60

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