本文關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池模塊設(shè)計(jì)及熱特性分析

  更多相關(guān)文章： 純電動(dòng)汽車(chē) 三元鋰離子電池 模塊設(shè)計(jì) 熱仿真

【摘要】：環(huán)境污染和能源的短缺,是當(dāng)今汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的兩大重要挑戰(zhàn)。各國(guó)汽車(chē)廠商也都相繼著手大力發(fā)展新能源汽車(chē),我國(guó)更是把新能源汽車(chē)作為國(guó)家戰(zhàn)略。純電動(dòng)汽車(chē)作為一種只依靠電力作為驅(qū)動(dòng)能源的車(chē)輛,具有低噪音、零排放、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),是目前被認(rèn)為最具發(fā)展前景的新能源汽車(chē)之一。純電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)一直是電動(dòng)汽車(chē)的幾大關(guān)鍵技術(shù)之一,安全性好、高能量密度、穩(wěn)定的性能以及良好的溫度一致性是優(yōu)秀的電池組的必備的特質(zhì)。本文以長(zhǎng)豐集團(tuán)博士后項(xiàng)目(電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池成組技術(shù)研究)作為依托,以某公司生產(chǎn)的聚合物軟包三元鋰離子電池作為對(duì)象,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方法,從熱的角度進(jìn)行單體電池和電池模組等方面研究和設(shè)計(jì)。主要完成了以下工作:(1)分析了單體結(jié)構(gòu)和原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究了電池的溫度對(duì)其內(nèi)阻、電壓、壽命、充放電性能、荷電保持能力、安全性能等各方面性能的影響;為研究單體電池放電期間的發(fā)熱情況,進(jìn)行了不同放電電流下單體電池分別在絕熱和自然散熱兩種條件下的溫升檢測(cè)試驗(yàn)。(2)基于單體電池的特性,設(shè)計(jì)了兩種不同散熱設(shè)計(jì)的電池模塊,試制了電池模塊的樣品;結(jié)合電池模塊的設(shè)計(jì)原則,詳細(xì)分析了兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。(3)分析了鋰離子動(dòng)力電池的生熱和傳熱機(jī)理,并通過(guò)Bernardi等建立的電池生熱速率模型計(jì)算動(dòng)力電池生熱速率,應(yīng)用ANSYS/workbench軟件分析計(jì)算了單體電池在不同放電倍率下電池的溫升情況,分析了不同環(huán)境溫度下單體電池的溫升情況。(4)建立了采用兩種不同散熱設(shè)計(jì)的電池模塊的熱仿真模型,應(yīng)用ANSYS/workbench軟件,分析了不同模塊在不同放電倍率下的溫度場(chǎng)分布情況和溫升情況;通過(guò)對(duì)8并12串電池模塊進(jìn)行不同放電倍率下的溫度檢測(cè)試驗(yàn),驗(yàn)證了模塊熱仿真的準(zhǔn)確性;仿真分析了模塊拓展后的多個(gè)方案的放電溫升情況;最后介紹了由采用8并12串的電池模塊構(gòu)成的電池組。
【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車(chē) 三元鋰離子電池 模塊設(shè)計(jì) 熱仿真
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 電動(dòng)汽車(chē)概述11-17
• 1.2.1 關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)11-13
• 1.2.2 國(guó)外純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的因素16-17
• 1.3 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池概述17-20
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 電池?zé)崽匦苑治?/span>21-35
• 2.1 動(dòng)力電池相關(guān)的術(shù)語(yǔ)21-22
• 2.2 電池的結(jié)構(gòu)和原理22-25
• 2.3 溫度對(duì)于電池性能影響的研究25-30
• 2.4 單體電池放電溫升研究30-34
• 2.4.1 單體電池絕熱溫升試驗(yàn)31-32
• 2.4.2 單體電池自然散熱溫升試驗(yàn)32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 電池模塊成組設(shè)計(jì)35-45
• 3.1 電池模塊簡(jiǎn)介35-36
• 3.2 電池模塊設(shè)計(jì)原則36-37
• 3.3 電池模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)37-40
• 3.3.1 電池模塊A樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)37-38
• 3.3.2 電池模塊B樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)38-40
• 3.4 電池模塊的電連接設(shè)計(jì)40-42
• 3.4.1 電池模塊A樣機(jī)電連接設(shè)計(jì)41-42
• 3.4.2 電池模塊B樣機(jī)電連接設(shè)計(jì)42
• 3.5 對(duì)比分析42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 電動(dòng)汽車(chē)電池?zé)崮Ｐ偷慕?/span>45-58
• 4.1 電池?zé)崽匦栽囼?yàn)與仿真分析的意義45
• 4.2 鋰電池導(dǎo)熱機(jī)理45-46
• 4.3 鋰離子電池導(dǎo)熱微分方程的建立46-50
• 4.3.1 直角坐標(biāo)系下的三維熱模型47-48
• 4.3.2 柱坐標(biāo)系下的三維熱模型48-49
• 4.3.3 球坐標(biāo)系中的三維熱模型49
• 4.3.4 仿真軟件ANSYS介紹49-50
• 4.4 鋰離子電池的生熱機(jī)理及各物性參數(shù)的獲取50-53
• 4.4.1 鋰離子電池的產(chǎn)熱機(jī)理50-52
• 4.4.2 各物性參數(shù)的獲取52
• 4.4.3 初始條件和邊界條件52-53
• 4.5 單體電池的模型建立與仿真分析53-57
• 4.5.1 單體電池模型的建立54-55
• 4.5.2 相同環(huán)境溫度不同放電倍率熱仿真結(jié)果分析55-56
• 4.5.3 不同環(huán)境溫度同放電倍率熱仿真分析56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第5章 純電動(dòng)汽車(chē)電池模組分析58-72
• 5.1 電池模塊仿真建模思想58
• 5.2 電池模塊A樣機(jī)電池模塊熱分析58-60
• 5.3 電池模塊B樣機(jī)特性分析60-66
• 5.3.1 電池模塊B樣機(jī)放電溫升仿真分析60-62
• 5.3.2 電池模塊B樣機(jī)放電溫升實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-65
• 5.3.3 不同溫度環(huán)境下電池模塊仿真分析65-66
• 5.4 模塊橫向擴(kuò)展后的熱特性分析66-67
• 5.5 深坑鋁板與淺坑鋁板對(duì)電池放電溫升的研究67-69
• 5.6 電池模塊成組69-71
• 5.7 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 附錄A（在校期間的研究成果）79

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本文編號(hào)：1090986