電動(dòng)汽車作為新一代汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn),近年來(lái)得到了世界各國(guó)的大力支持和重視,特別是在我國(guó),重視發(fā)展電動(dòng)汽車被視作“彎道超車”的技術(shù)革新之路。因此,作為電動(dòng)汽車動(dòng)力心臟的動(dòng)力電池,其熱管理問(wèn)題也越來(lái)越重要,熱管理性能的好壞將會(huì)直接影響到電動(dòng)汽車的動(dòng)力性、續(xù)航里程、壽命以及安全性能。而近年來(lái)受動(dòng)力電池集成的影響,需要液冷散熱才能更好的滿足更大動(dòng)力的電池包散熱要求。而要處理好動(dòng)力電池包的熱特性,首先需要研究鋰電池的產(chǎn)熱情況,其次需要合適的冷卻模式,從而分析電池包散熱效果是否合理。本文采用LG公司的軟包鋰電池作為基礎(chǔ)研究對(duì)象,其主要工作如下:（1）闡述軟包鋰電池的結(jié)構(gòu)和工作原理,并基于Bernadi的產(chǎn)熱公式確定內(nèi)核產(chǎn)熱模型,正負(fù)極耳則采用恒定熱源;并依據(jù)傳熱學(xué)相關(guān)理論闡述不同冷卻模式下的傳熱機(jī)理。最后則闡述了CFD數(shù)學(xué)模型的相關(guān)基本理論。（2）利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備,搭建充放電試驗(yàn)臺(tái),確定實(shí)驗(yàn)方案,記錄電壓、電容等在不同環(huán)境溫度和放電倍率下隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù),并通過(guò)數(shù)據(jù)整理驗(yàn)證環(huán)境溫度對(duì)電動(dòng)勢(shì)溫度影響系數(shù)的可忽略不計(jì),進(jìn)而研究電動(dòng)勢(shì)溫度影響系數(shù)隨SOC的變化規(guī)律;另外還包括軟包鋰電池歐姆內(nèi)阻、極化內(nèi)阻隨... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電動(dòng)汽車燃燒爆炸事故Fig.1.1Electricvehiclecombustionexplosionaccident

1緒論7境下工作時(shí)，單體電池容量?jī)H為額定值的1/3[17]。而由相關(guān)研究表明，在–20℃時(shí)鋰離子電池放電容量將比室溫環(huán)境下衰減31.5%左右[18]。因此，合適的充放電溫度是保證電池性能發(fā)揮的關(guān)鍵所在[19]。圖1.2溫度對(duì)單體循環(huán)壽命的影響Fig.1.2Effectoftemperatureonsinglecyclelife根據(jù)相關(guān)研究表明，如上圖1.2所示，電池在相同的放電容量下開(kāi)始放電對(duì)外輸出能量，在剩余容量為96%時(shí)，25℃、30℃、35℃環(huán)境下的每個(gè)電芯的輸出能量分別為90KWh、70KWh、50KWh。在單體繼續(xù)放電過(guò)程中，當(dāng)剩余容量達(dá)到90%時(shí)，每個(gè)電芯的能量輸出也在逐漸減少。且25℃、30℃、35℃環(huán)境下的每個(gè)電芯的輸出能量分別為300KWh、235KWh、165KWh。由此可知，放電能量隨單體溫度的變化影響非常大，在相同的SOC下，每個(gè)電芯的能量輸出受溫度影響為由0增大到6.75KWh/℃。且由圖1.2中的變化趨勢(shì)我們可以推導(dǎo)出，隨著電池容量的降低，單個(gè)電芯受溫度影響的能量輸出的因子更大。因此，電池容量將會(huì)導(dǎo)致充放電的頻率增大。由于受制作工藝和研究現(xiàn)狀的限制，電池的壽命是有限的，即充放電次數(shù)是有限的。因此，充放電頻率的增大，將會(huì)導(dǎo)致電池提前失效。③熱均衡性問(wèn)題為了滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓要求，需要將單體集成組成電池包使用。由于單體電池工作中三維熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溫度分布不均勻，影響單體電池性能發(fā)揮。且隨著電池尺寸的增大，對(duì)于單體電池而言，其內(nèi)部產(chǎn)熱不均勻性突出，如正極反應(yīng)的產(chǎn)熱量大概是其它部位的三倍[20]。根據(jù)“木桶理論”單個(gè)電池的好壞將會(huì)導(dǎo)致電池性能的嚴(yán)重變化，引起SOC和SOH的惡化[21][22]。文獻(xiàn)[23][24]研究了Li-ion電池組（由10個(gè)26650型磷酸鐵鋰電池單體串聯(lián)組成）在溫度為60℃時(shí)，當(dāng)電池組溫差為0℃時(shí)，0.5C充/放電循環(huán)2000次后，容量衰減38%；?

2軟包鋰電池產(chǎn)熱模型及其熱平衡理論研究132軟包鋰電池產(chǎn)熱模型及其熱平衡理論研究2.1概述由于鋰離子(Li-ion)動(dòng)力電池相對(duì)于其他化學(xué)電池具有很多的優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在很多動(dòng)力電池企業(yè)以及主機(jī)廠通過(guò)將多個(gè)電池單體組成電池組，然后由電池組串并聯(lián)成大容量、高功率的電池包系統(tǒng)應(yīng)用在新能源汽車上，從而滿足汽車?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、工況復(fù)雜的行駛要求。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源將會(huì)產(chǎn)生不同速率的電熱化學(xué)耦合反應(yīng)，而化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是能量的產(chǎn)生和消耗的過(guò)程。所以大量的電池單體以不同倍率進(jìn)行充放電反應(yīng)，所以將會(huì)產(chǎn)生大量熱量。同時(shí)受汽車整車空間的限制和電池包布局的要求，電池包內(nèi)容易因大量的熱量聚集，從而導(dǎo)致電池溫度的溫度不均和單體溫差較大的結(jié)果，最終將會(huì)影響汽車的整車安全性和使用壽命等。而現(xiàn)在的動(dòng)力電池由于大量的單體集成，需要具有更多優(yōu)點(diǎn)的液冷模式才能滿足動(dòng)力電池的熱調(diào)節(jié)。因此，對(duì)于鋰電池的產(chǎn)熱行為和熱平衡理論研究就有著重要的意義。本文將對(duì)LG公司的軟包鋰電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)熱和傳熱機(jī)理的仿真建模研究。2.2液冷電池結(jié)構(gòu)與工作原理2.2.1液冷電池包的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如圖2.1所示為電池包液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.1電池包液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2.1Schematicdiagramofbatterypackliquidcoolingsystem動(dòng)力電池的液冷系統(tǒng)主要包括電動(dòng)水泵、溫度傳感器、加熱器、散熱器、熱交換器等組成，復(fù)雜程度不同的液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成也有所區(qū)別。但是電池包散熱

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]混合動(dòng)力車用鋰電池組液體冷卻散熱機(jī)理研究[D]. 張上安.湖南大學(xué) 2013
[5]電動(dòng)汽車磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)集成及管理系統(tǒng)研究[D]. 王林.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3212665