【摘要】：近年來(lái),汽車的數(shù)量急劇上升,傳統(tǒng)汽車面臨著溫室效應(yīng)加重和自然能源枯竭的雙重問(wèn)題,而電動(dòng)汽車則是應(yīng)對(duì)目前嚴(yán)峻環(huán)境和能源問(wèn)題的有效措施。作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源,鋰離子電池不僅能量密度高,而且循環(huán)壽命長(zhǎng),所以廣受應(yīng)用。然而,溫度對(duì)電池工作性能的影響很大,不僅會(huì)降低電池的壽命、容量和功率等性能,甚至可能發(fā)生安全問(wèn)題。所以,為了使電池能更好地發(fā)揮其性能,必須對(duì)電池散熱結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行研究。總結(jié)了電池產(chǎn)熱、電池散熱和對(duì)流換熱的基礎(chǔ)理論,闡述了CFD仿真的控制理論,為電池溫度仿真和流體分析奠定了基礎(chǔ)。確定了電池的熱物性參數(shù),模擬了電池在高倍率放電時(shí)的溫升情況。研究了相變材料的散熱性能,當(dāng)電池的產(chǎn)熱速率較高時(shí),相變材料不能長(zhǎng)時(shí)間地控制電池的溫升。然后,設(shè)計(jì)了一種利用相變材料和恒徑管相結(jié)合的電池散熱結(jié)構(gòu),研究了恒徑管數(shù)量、進(jìn)口尺寸、流向和質(zhì)量流量對(duì)散熱性能的影響。結(jié)果表明,恒徑管雖然能幫助相變材料快速地恢復(fù)潛熱,有效控制了電池的最高溫度,但是卻嚴(yán)重破壞了電池的溫度均勻性。因此,利用相變材料和恒徑管相結(jié)合的電池散熱結(jié)構(gòu)不能滿足電池的散熱要求。最后,為了改善電池的溫度均勻性,設(shè)計(jì)了一種利用相變材料和漸擴(kuò)管相結(jié)合的電池散熱結(jié)構(gòu),并在CFD軟件中建立了熱模型,研究和證明了漸擴(kuò)管的優(yōu)勢(shì)。研究結(jié)果證明,漸擴(kuò)管能夠在及時(shí)恢復(fù)相變材料潛熱的前提下,有效地保護(hù)了相變材料創(chuàng)造的電池溫度均勻性。在相同情況下,運(yùn)用漸擴(kuò)管和相變材料相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)更好的溫度均勻性,同時(shí)還能明顯減少管道數(shù)量和質(zhì)量流量。最后,在常溫、高溫預(yù)冷卻和低溫預(yù)加熱的條件下,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的相變材料和漸擴(kuò)管相結(jié)合的電池散熱結(jié)構(gòu)能更加有效地控制電池的最高溫度和最大溫差。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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6 凌子夜;方曉明;汪雙鳳;張正國(guó);劉曉紅;;相變材料用于鋰離子電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究進(jìn)展[J];儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù);2013年05期

7 ;Thermal Modeling and Cooling Analysis of High-power Lithium Ion Cells[J];Journal of Thermal Science;2011年06期

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本文編號(hào)：2802740