發(fā)布時間：2017-04-08 22:17

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車用鋰離子動力電池熱效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及由此引發(fā)的能源危機和環(huán)境問題,以電動汽車為代表的新能源汽車逐漸成為汽車產(chǎn)品未來發(fā)展的新趨勢,而鋰離子動力電池以其優(yōu)越的電池性能和比較優(yōu)勢正成為新能源汽車的主流動力源。作為新能源汽車最為關(guān)鍵的核心部件,動力電池的充放電性能、使用壽命及可靠性將直接影響整車的成本和性能,而對動力電池系統(tǒng)采用合理的熱管理措施,可以有效改善電池組的性能和使用壽命,提高電池組的可靠性和安全性。因此,深入開展鋰離子動力電池熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。 論文在對動力電池生熱速率及熱模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上重點圍繞鋰離子動力電池三維電化學-熱耦合模型開展動力電池熱效應(yīng)研究工作,應(yīng)用流體動力學方法,對鋰離子動力電池進行熱分析,研究其生熱、傳熱、散熱規(guī)律,建立動力電池生熱速率模型和熱效應(yīng)模型,完成鋰離子動力電池單體及模塊的熱效應(yīng)仿真分析與計算,得到動力電池單體及模塊在恒倍率充放電時不同散熱條件下的溫度場分布,最后通過對電池模塊的倍率充放電溫度實驗,驗證所采用的鋰離子動力電池熱效應(yīng)模型的準確性,為鋰離子動力電池熱管理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)提供理論依據(jù)和參考指導(dǎo)。論文主要研究內(nèi)容如下： 首先,針對鋰離子動力電池的生熱機理開展研究工作,通過對電池生熱速率研究現(xiàn)狀及影響因素的分析和總結(jié),采用動力電池內(nèi)阻焦耳熱、極化熱、副反應(yīng)熱、電化學反應(yīng)熱相耦合的生熱速率模型,同時利用Digatron動力電池測試系統(tǒng)對鋰離子動力電池進行內(nèi)阻特性分析,準確獲得該鋰離子動力電池歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻的變化特性,然后應(yīng)用MATLAB和ADVISOR軟件分別對鋰離子動力電池進行恒倍率充放電和循環(huán)工況下生熱速率的分析與計算,并準確預(yù)估出鋰離子動力電池在循環(huán)工況下的生熱量,為電池熱效應(yīng)的后續(xù)研究提供基礎(chǔ)。 其次,在準確獲取了鋰離子動力電池生熱速率的基礎(chǔ)上,根據(jù)鋰離子動力電池傳熱、散熱機理,建立圓柱形鋰離子動力電池的熱效應(yīng)模型,利用FLUENT軟件對其進行流體動力學仿真分析,分別得到鋰離子動力電池單體及模塊在恒倍率充放電時不同散熱條件下的溫度場變化情況,掌握鋰離子動力電池生熱、傳熱、散熱規(guī)律,最終確定在不同倍率充放電條件下為保證電池模塊工作在最佳溫度范圍內(nèi)所需的空氣入口風速,為電池包風扇功率的選擇提供了依據(jù)和參考。 最后,搭建鋰離子動力電池包實驗臺架,利用迪卡龍電池測試系統(tǒng),對整個動力電池包進行一定倍率充放電不同散熱條件下的溫度實驗,采集其中電池模塊的溫度場變化情況,同仿真的溫度結(jié)果進行對比,對比結(jié)果表明實驗溫度同仿真溫度變化趨勢相吻合,驗證了所采用的鋰離子動力電池生熱速率模型和熱效應(yīng)模型的準確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 生熱速率 熱效應(yīng) 電池熱管理系統(tǒng)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11-14
• 1.2 電池熱效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究內(nèi)容及意義16-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-18
• 1.3.2 研究的目的和意義18-19
• 第2章 鋰離子電池生熱速率研究19-33
• 2.1 鋰離子電池的生熱機理19-20
• 2.2 生熱速率模型的建立20-22
• 2.3 鋰離子電池內(nèi)阻特性分析22-23
• 2.3.1 電池內(nèi)阻的影響因素22-23
• 2.3.2 電池內(nèi)阻的變化趨勢23
• 2.4 恒倍率充放電時電池的生熱速率23-27
• 2.5 循環(huán)工況下電池的生熱量及生熱速率27-31
• 2.5.1 ADVISOR簡介27-28
• 2.5.2 模型搭建28-29
• 2.5.3 生熱速率和生熱量的仿真分析29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 鋰離子電池熱效應(yīng)研究33-63
• 3.1 鋰離子電池的傳熱和散熱機理33
• 3.2 電池熱效應(yīng)模型的建立33-35
• 3.3 電池熱效應(yīng)模型仿真分析35-61
• 3.3.1 有限元模型的建立35-37
• 3.3.2 電池單體的仿真分析及后處理37-45
• 3.3.3 電池模塊的仿真分析及后處理45-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第4章 動力電池熱模型實驗研究63-79
• 4.1 實驗設(shè)備及對象63-64
• 4.1.1 Digatron動力電池測試系統(tǒng)63
• 4.1.2 BMS監(jiān)測系統(tǒng)63-64
• 4.1.3 試驗電池參數(shù)64
• 4.2 臺架搭建及調(diào)試64-66
• 4.3 電池內(nèi)阻特性實驗66-72
• 4.3.1 實驗方法及原理66-67
• 4.3.2 不同SOC下電池的內(nèi)阻特性67-69
• 4.3.3 不同溫度下電池的內(nèi)阻特性69-72
• 4.4 模型驗證72-77
• 4.4.1 自然散熱條件下的模型驗證72-75
• 4.4.2 強迫對流散熱條件下的模型驗證75-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 第5章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 總結(jié)79-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊凱;李大賀;陳實;吳鋒;;電動汽車動力電池的熱效應(yīng)模型[J];北京理工大學學報;2008年09期

2 楊亞聯(lián);張昕;何培祥;錢三平;趙川林;李俊;楊輝前;;混合動力汽車鎳氫動力電池溫度場測試系統(tǒng)[J];四川兵工學報;2008年04期

3 李紅林,孫逢春,史建軍;Digatron電動車輛電池測試系統(tǒng)[J];電源技術(shù);2004年04期

4 齊曉霞,王文,邵力清;混合動力電動車用電源熱管理的技術(shù)現(xiàn)狀[J];電源技術(shù);2005年03期

5 林成濤;田光宇;仇斌;陳全世;;MH-Ni動力電池散熱能力影響因素分析[J];電源技術(shù);2008年02期

6 張遙;白楊;劉興江;;動力用鋰離子電池熱仿真分析[J];電源技術(shù);2008年07期

7 趙晉峰;褚德威;楊曉勇;張衛(wèi)紅;康博;;熱電池熱模型的研究[J];電源技術(shù);2008年09期

8 李騰;林成濤;陳全世;;鋰離子電池熱模型研究進展[J];電源技術(shù);2009年10期

9 張彩萍;張承寧;李軍求;;電傳動裝甲車輛用鋰離子電池充放電特性[J];電源技術(shù);2010年02期

10 張志杰;李茂德;;鋰離子電池內(nèi)阻變化對電池溫升影響分析[J];電源技術(shù);2010年02期

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車用鋰離子動力電池熱效應(yīng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293830