【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染的問題越來越嚴重，電動汽車受到了各個國家的高度關注。作為電動汽車能量來源的鋰離子電池由于具有工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，迅速成為了人們研究的熱點，但鋰離子電池的熱安全性問題是制約其推廣的主要因素之一。 為了使電池性能達到最佳，延長其使用壽命，消除潛在危險，需要將電池溫度控制在正常的工作范圍內并減少電池組內各單體電池的不均勻性。針對以上情況，本文利用實驗與模擬相結合的方法研究了鋰離子電池在工作過程中的熱特性�；趶娭茖α骼碚搫�(chuàng)新性的將熱管、鋁板、翅片應用于動力電池散熱解決方案。本文研究工作主要從以下幾方面展開： （1）分析了開發(fā)鋰離子電池熱管理系統(tǒng)的必要性，同時闡述了各種散熱方式的國內外研究現(xiàn)狀、熱管的工作原理及應用領域。 （2）對鋰離子電池的工作原理，產熱機理進行了描述，分析了溫度對電池充電、放電、內阻、壽命等性能的影響。 （3）研究了鋰離子電池的熱特性，在隔熱環(huán)境下對電池單體進行了熱參數(shù)測量，得到發(fā)熱功率關于電流強度的函數(shù)、電池的等效比熱容。此外，根據(jù)串并聯(lián)熱阻原理計算得到了電池沿三個正交方向的導熱系數(shù)。 （4）設計一款由鋁板、熱管、翅片組合而成的散熱模組，并利用該模組對電池單體在2.5C倍率下進行放電實驗，同時利用模組與風冷結合方式對電池單體在2.5C倍率下進行放電實驗，最后將這兩組實驗溫度變化情況與在密閉隔熱條件下放電的結果進行對比分析。 （5）利用仿真分析軟件Icepak對鋰離子動力電池建立熱效應模型，確定熱模型的初始條件與定解條件，實現(xiàn)電池生熱溫度場的仿真，得到電池單體的溫度場分布，并與實驗結果進行對比研究。 （6）設計并優(yōu)化了電池組箱體與翅片結構，，對其應用于電池組散熱進行了仿真模擬，討論了溫度分布情況。
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圖 1-1 各種類型車輛燃料綜合效率比較1.1.2 電動汽車對動力電池的要求動力電池作為電動汽車的能量源，相當于燃油汽車的汽油或柴油，是電動汽車的核心部件，其主要任務是為整車提供驅動電能。作為電動汽車的能量源，動力電池需要滿足以下要求：（1）安全性必須滿足安全性要求，這是最基本的。在 2006 年，汽車行業(yè)制定了動力電池安全性的標準，各動力電池生產商需執(zhí)行相關電池標準。如（QC/T 742—2006）、（QC/T 74—2006）、（QC/T 741—2006）等各動力電池標準要求。（2）高的比能量這關系到一次充電的續(xù)駛里程和車載可用能量，尤其對于純電動汽車，顯得相當重要，目前常用的鋰離子電池的比能量為 100—150W·h/kg。但是組裝成電源系統(tǒng)，由于輔助部件的增加，系統(tǒng)的比能量比單體電池的比能量要降低 20%—30%；汽油的比能量

的 Insight 都采用了風冷的形式。但是如果電池溫度超過 66℃降低至 52℃以下[22]。對電池進行冷卻與加熱是熱管理系統(tǒng)的兩動之分。主動式冷卻或加熱為安裝在系統(tǒng)內的、可以在電池低冷源；被動式冷卻或加熱僅利用四周環(huán)境，系統(tǒng)內部無熱源與（a）被動冷卻方式（b）被動加熱/冷卻方式
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM912;U469.72

【參考文獻】

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1 楊亞聯(lián);張昕;李隆鍵;胡明輝;;基于CFD的混合動力車用鎳氫電池散熱系統(tǒng)研究[J];汽車工程;2009年03期

2 周遺品，趙永金，張延金;Arrhenius公式與活化能[J];石河子農學院學報;1995年04期

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本文編號：2568342