本文關(guān)鍵詞：鋰離子動(dòng)力電池?zé)岱治黾吧醿?yōu)化

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【摘要】：由于傳統(tǒng)單向流風(fēng)冷易引發(fā)電池組散熱不均的問(wèn)題,為了維持動(dòng)力電池的熱穩(wěn)定性,本文設(shè)計(jì)了一種有效的液冷措施,來(lái)控制電池組的溫度,保持電池組的溫度均勻性,這將對(duì)延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的使用壽命和提高電動(dòng)汽車使用安全性具有重要意義。本文主要完成了以下內(nèi)容:(1)簡(jiǎn)介鋰離子電池的結(jié)構(gòu)、工作原理,分析鋰離子電池的生熱機(jī)理和傳熱機(jī)理。(2)對(duì)單體鋰離子電池進(jìn)行熱特性相關(guān)實(shí)驗(yàn),建立電池的熱效應(yīng)模型。并用Fluent軟件模擬了不同恒流放電時(shí)電池的熱特性。得到仿真結(jié)果表明:數(shù)值模擬得到的溫升特性和實(shí)驗(yàn)測(cè)得溫升特性基本一致,驗(yàn)證了電池?zé)嵝?yīng)模型和數(shù)值計(jì)算相關(guān)參數(shù)設(shè)置的合理性。(3)在電池?zé)嵝?yīng)模型基礎(chǔ)之上,對(duì)動(dòng)力電池組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,并采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法對(duì)傳統(tǒng)的單向流空氣冷卻方式進(jìn)行了分析。在電池組內(nèi)的單體電池分別以5A放電時(shí),采用風(fēng)速為4m/s的空調(diào)風(fēng)對(duì)電池組進(jìn)行冷卻,電池組的表面溫差仍有8.76℃。仿真結(jié)果說(shuō)明:僅依靠提高空氣流動(dòng)速度或降低冷卻空氣溫度對(duì)控制電池組的溫差并不能達(dá)到非常理想的冷卻效果。(4)由于空氣冷卻使電池組存在明顯的溫度不均的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種電池組的液冷管道裝置來(lái)解決這種問(wèn)題。同時(shí)對(duì)單向流液冷方式進(jìn)行了改進(jìn)并且對(duì)最初設(shè)計(jì)的液冷裝置冷卻結(jié)構(gòu)不足之處進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)對(duì)優(yōu)化后模型的仿真,結(jié)果表明:在相同的放電條件下,電池間表面的溫差只有2.12℃,結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的液冷裝置極大改善了電池組在冷卻時(shí)溫度不均的情況。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 風(fēng)冷 液冷 溫度場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 本論文的研究背景及其研究意義9-11
• 1.2 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的發(fā)展11-12
• 1.3 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組熱管理系統(tǒng)概述12-15
• 1.3.1 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組熱管理系統(tǒng)功能12
• 1.3.2 電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組冷卻方法概述12-14
• 1.3.3 電動(dòng)汽車電池組散熱國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 鋰離子動(dòng)力電池的熱特性及CFD基礎(chǔ)17-21
• 2.1 鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)原理17
• 2.1.1 鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)17
• 2.1.2 鋰離子動(dòng)力電池反應(yīng)原理17
• 2.2 鋰離子動(dòng)力電池的生熱機(jī)理17-18
• 2.3 鋰離子動(dòng)力電池的傳熱特性18-19
• 2.4 CFD基本概述19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 單體鋰離子動(dòng)力電池?zé)崽匦詫?shí)驗(yàn)及仿真分析21-41
• 3.1 鋰離子動(dòng)力電池?zé)崽匦詫?shí)驗(yàn)21-29
• 3.1.1 內(nèi)阻特性實(shí)驗(yàn)21-27
• 3.1.2 溫升特性實(shí)驗(yàn)27-29
• 3.2 電池?zé)嵝?yīng)模型的建立及熱物性參數(shù)確定29-31
• 3.2.1 鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵝?yīng)模型的建立29
• 3.2.2 鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵛镄詤?shù)的確定29-31
• 3.3 單體鋰離子動(dòng)力電池生熱仿真31-36
• 3.3.1 鋰離子動(dòng)力電池三維幾何模型31
• 3.3.2 鋰離子動(dòng)力電池網(wǎng)格模型31-32
• 3.3.3 熱源的定義及UDF的編寫(xiě)32-35
• 3.3.4 Fluent計(jì)算步驟35-36
• 3.4 仿真結(jié)果分析36-40
• 3.4.1 仿真結(jié)果的后處理及分析36-39
• 3.4.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 電池組熱模型的建立與空氣冷卻仿真分析41-56
• 4.1 電池組冷卻系統(tǒng)的幾何模型和網(wǎng)格模型41-43
• 4.1.1 電池組幾何模型41-42
• 4.1.2 電池組的網(wǎng)格模型42-43
• 4.2 電池組冷卻的仿真求解43
• 4.3 粘性模型的確定43-44
• 4.4 不同風(fēng)冷冷卻條件下鋰離子電池組熱分析與比較44-55
• 4.4.1 無(wú)冷卻方式下電池組常溫放電44-46
• 4.4.2 環(huán)境風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流冷卻方式46-51
• 4.4.3 空調(diào)風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流冷卻方式51-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 電池組液冷管道裝置設(shè)計(jì)及仿真優(yōu)化56-70
• 5.1 冷卻管道模型的設(shè)計(jì)56-59
• 5.1.1 冷卻管道結(jié)構(gòu)幾何模型56-58
• 5.1.2 冷卻管道結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型58-59
• 5.2 仿真求解過(guò)程59
• 5.3 仿真結(jié)果分析59-61
• 5.4 優(yōu)化冷卻結(jié)構(gòu)模型61-68
• 5.4.1 優(yōu)化的冷卻管道結(jié)構(gòu)幾何模型61-63
• 5.4.2 優(yōu)化的冷卻管道結(jié)構(gòu)網(wǎng)格模型63
• 5.4.3 優(yōu)化模型的仿真分析63-65
• 5.4.4 改變冷卻液流速對(duì)冷卻效果的影響65-66
• 5.4.5 改變冷卻液溫度對(duì)冷卻效果的影響66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論與展望70-72
• 結(jié)論70-71
• 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76

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1 王倩;唐致遠(yuǎn);陳玉紅;于非;;鋰離子動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀[A];第二十七屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

2 黃學(xué)杰;;高功率鋰離子動(dòng)力電池研究進(jìn)展[A];2006中國(guó)動(dòng)力電池高層論壇論文集[C];2006年

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4 張翮輝;侯敏;趙文鵬;劉思;曹輝;;鋰離子動(dòng)力電池?zé)岱抡婺Ｐ烷_(kāi)發(fā)及應(yīng)用[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

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6 施孝承;王英;謝先宇;樊曉松;;鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)機(jī)械性能試驗(yàn)安全研究[A];第30屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

7 于力娜;王丹;張克金;趙中令;陳雷;刁洪軍;;鋰離子動(dòng)力電池用Al_2O_3/PVDF-HFP隔膜的制備和性能研究[A];面向未來(lái)的汽車與交通——2013中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集精選[C];2013年

8 覃迎峰;周震濤;;鋰離子動(dòng)力電池過(guò)充行為的研究[A];電動(dòng)車及新型電池學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

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2 劉洪恩;“鋰離子動(dòng)力電池”10月產(chǎn)業(yè)化[N];深圳商報(bào);2005年

3 通訊員 袁鵬邋記者 喬地;洛陽(yáng)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)基地開(kāi)建[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

4 王景春;洛陽(yáng)打造鋰離子動(dòng)力電池基地[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

5 楊章鎖邋葉斌;新型鋰離子動(dòng)力電池及新能源產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落戶雄縣[N];中國(guó)特產(chǎn)報(bào);2008年

6 武平樂(lè);鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)線昨投產(chǎn)[N];洛陽(yáng)日?qǐng)?bào);2008年

7 姚紅亮;洛陽(yáng)市鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)線投產(chǎn)[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2008年

8 記者 林若飛邋通訊員 章程;深圳雷天鋰電全球布局[N];深圳商報(bào);2008年

9 記者 付強(qiáng);遼源鋰離子動(dòng)力電池項(xiàng)目一期建成投產(chǎn)[N];吉林日?qǐng)?bào);2008年

10 記者 李志民;我市鋰離子動(dòng)力電池項(xiàng)目一期投產(chǎn)[N];遼源日?qǐng)?bào);2008年

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1 王焱;鋰離子動(dòng)力電池正極材料LiFePO_4的改性及機(jī)理研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 趙星;鋰離子動(dòng)力電池電極材料失效分析及電極界面特性研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 云鳳玲;高比能量鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵝阅芗半娀瘜W(xué)-熱耦合行為的研究[D];北京有色金屬研究總院;2016年

4 歐陽(yáng)劍;電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池SOC估算和SOF評(píng)估的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

5 郭永興;鋰離子動(dòng)力電池制造關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)及其安全性研究[D];中南大學(xué);2010年

6 靳尉仁;鋰離子動(dòng)力電池性能及其仿真研究[D];北京有色金屬研究總院;2011年

7 劉云建;鋰離子動(dòng)力電池的制作與性能研究[D];中南大學(xué);2009年

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1 衣思平;鋰離子動(dòng)力電池新建項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理與研究[D];山東大學(xué);2012年

2 李亞飛;增程式電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力電池壽命的估算與優(yōu)化研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 趙磊;錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰混合材料在鋰離子動(dòng)力電池正極方面的應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 張煥;軟炭負(fù)極在鋰離子動(dòng)力電池中的應(yīng)用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 許建青;鋰離子動(dòng)力電池?zé)釥顟B(tài)研究[D];浙江大學(xué);2016年

6 吳彬;鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵩O(shè)計(jì)方法研究[D];清華大學(xué);2015年

7 何敏;錳酸鋰的摻雜改性及鋰離子動(dòng)力電池的工藝設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)沙礦冶研究院;2014年

8 胡三麗;電動(dòng)車輛鋰離子動(dòng)力電池的SOC預(yù)測(cè)方法研究[D];廣西科技大學(xué);2015年

9 丁修乘;電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池快速充電技術(shù)研究[D];廣西科技大學(xué);2015年

10 孫培坤;電動(dòng)汽車動(dòng)力電池健康狀態(tài)估計(jì)方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

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