本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)電池組熱管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：近年來(lái),電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展速度日益提高,成為新能源汽車(chē)的代表性技術(shù)。期間,具有優(yōu)異性能的鋰離子動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中得到越來(lái)越多地應(yīng)用。但由于技術(shù)的制約,采用鋰離子電池作為動(dòng)力來(lái)源的電動(dòng)汽車(chē)在續(xù)航里程、行駛性能等方面不完全媲美傳統(tǒng)燃油汽車(chē),不能滿足實(shí)際工況的需求和人們的期望。與其他種類(lèi)電池相比,鋰離子電池具有電壓高、重量輕、無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是鋰離子的工作性能與工作溫度有著密切的聯(lián)系。工作溫度過(guò)高時(shí),鋰離子的工作安全性不受保障;工作溫度過(guò)低時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率降低,鋰離子電池的容量降低,對(duì)續(xù)航里程和行駛性能有不利的影響。因此,對(duì)電池組溫度場(chǎng)控制的研究對(duì)保障電動(dòng)汽車(chē)正常工作十分有必要。鋰離子電池在充放電過(guò)程中,電池核心區(qū)和內(nèi)部其他結(jié)構(gòu)等部位會(huì)產(chǎn)生熱量,如果熱量不能及時(shí)的擴(kuò)散到外界環(huán)境,則會(huì)在電池內(nèi)部產(chǎn)生熱累積,降低電池性能。適宜的工作溫度是保證鋰電池正常工作的條件。因此,本文針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池組熱管理系統(tǒng)進(jìn)行探究,并提出了一個(gè)有效的散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文首先總結(jié)電動(dòng)汽車(chē)、動(dòng)力電池和電池組熱管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。研究了鋰離子電池的組成和熱行為,設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)研究了電池單體的溫度變化。通過(guò)有限元計(jì)算獲取相關(guān)熱物性參數(shù),建立了電池單體熱模型。比對(duì)實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果,證明了模型的有效性。通過(guò)仿真分析,研究了不同放電倍率與環(huán)境溫度對(duì)電池溫度的影響。運(yùn)用ANSYS Fluent有限元軟件,模擬鋰離子電池組在液體介質(zhì)中放電一段時(shí)間后的溫度場(chǎng)變化,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證模型。在電池組熱模型的基礎(chǔ)之上,本文設(shè)計(jì)了幾種不同位置的出入口結(jié)構(gòu)的散熱系統(tǒng)。通過(guò)仿真計(jì)算比對(duì)不同換熱介質(zhì)的散熱效果,研究表明,采用液體作為換熱介質(zhì),其散熱效果明顯優(yōu)于空氣介質(zhì)。同時(shí),通過(guò)比較三種不同結(jié)構(gòu)模型的仿真結(jié)果,證明不同的流道設(shè)計(jì)會(huì)在一定程度上改變散熱結(jié)構(gòu)的流動(dòng)特性和換熱特性。在相同的入口流量下,采用對(duì)角線出入口的冷卻系統(tǒng)能將電池組的平均溫度降到更低,最大溫差在5℃以?xún)?nèi)。通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻液流量,可以將最高溫和溫度差繼續(xù)降低,能夠達(dá)到理想的散熱效果。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)電池組散熱系統(tǒng)的各個(gè)部件進(jìn)行了比較詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括電池組的箱體、支架等。繪制出了實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)的三維模型,對(duì)研究與設(shè)計(jì)以液體作為散熱介質(zhì)的電動(dòng)汽車(chē)電池組熱管理系統(tǒng)具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車(chē) 小單體電池 電池組 熱管理 有限元
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(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4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2 動(dòng)力電池發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 電動(dòng)汽車(chē)電池組熱管理系統(tǒng)15-22
• 1.3.1 電池組熱管理系統(tǒng)的意義15-17
• 1.3.2 電池組熱管理系統(tǒng)的分類(lèi)17-19
• 1.3.3 電池組熱管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究意義22-25
• 第2章 鋰離子電池?zé)崽匦匝芯?/span>25-37
• 2.1 鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理25-31
• 2.1.1 鋰離子電池的特點(diǎn)25-26
• 2.1.2 鋰離子電池的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)26-27
• 2.1.3 鋰離子電池的工作原理27-29
• 2.1.4 鋰離子電池的熱行為29-31
• 2.2 鋰離子電池?zé)嵛锢韰?shù)的計(jì)算31-36
• 2.2.1 鋰離子電池生熱速率的計(jì)算方法33-34
• 2.2.2 導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算34-36
• 2.2.3 比熱容的計(jì)算36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第3章 鋰離子電池單體熱特性分析37-57
• 3.1 鋰離子電池充放電升溫實(shí)驗(yàn)37-43
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備38-40
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方案40-41
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理41-43
• 3.2 鋰離子電池單體溫度場(chǎng)建模43-47
• 3.2.1 鋰離子電池單體有限元模型建立43-46
• 3.2.2 鋰離子電池生熱率計(jì)算46
• 3.2.3 鋰離子電池比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)的獲取46-47
• 3.3 鋰離子電池單體溫度場(chǎng)理論研究47-50
• 3.4 仿真結(jié)果分析50-52
• 3.5 不同條件對(duì)電池單體溫度分布的影響52-56
• 3.5.1 放電倍率對(duì)電池單體溫度的影響52-54
• 3.5.2 不同環(huán)境溫度對(duì)電池單體溫度的影響54-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第4章 鋰離子電池組溫度場(chǎng)分析57-67
• 4.1 電池組溫升試驗(yàn)57-60
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備57-59
• 4.1.2 電池組溫度分布分析59-60
• 4.2 電池組溫度場(chǎng)仿真分析60-65
• 4.2.1 電池組結(jié)構(gòu)模型的建立60-62
• 4.2.2 仿真模型的離散化處理62-63
• 4.2.3 冷卻介質(zhì)的模型及流態(tài)63
• 4.2.4 邊界條件和熱物性參數(shù)的設(shè)定63
• 4.2.5 電池組散熱結(jié)構(gòu)的仿真計(jì)算63-65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 第5章 電池組熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真67-83
• 5.1 電池組熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)67-68
• 5.2 電池組熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的仿真68-78
• 5.2.1 電池組熱管理系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置68-73
• 5.2.2 電池組熱管理系統(tǒng)散熱性能仿真計(jì)算73-76
• 5.2.3 介質(zhì)流量對(duì)熱管理系統(tǒng)散熱效果的影響76-78
• 5.3 電池組散熱系統(tǒng)應(yīng)用模型的構(gòu)建78-81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 論文工作總結(jié)83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91

【相似文獻(xiàn)】

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1 趙清,徐衍亮,安忠良,許家群,齊瑞貴;電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展與環(huán)境保護(hù)[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年05期

2 章超,易家玉;全球電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅猛[J];大眾用電;2000年09期

3 章超;開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)前景廣闊[J];大眾用電;2000年09期

4 ;戴-克公司第四代電動(dòng)汽車(chē)[J];重型汽車(chē);2000年04期

5 ;電動(dòng)汽車(chē)是中國(guó)汽車(chē)業(yè)趕超發(fā)達(dá)國(guó)家的重要切入點(diǎn)[J];電器工業(yè);2001年12期

6 徐新明;環(huán)保電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代誰(shuí)執(zhí)牛耳[J];發(fā)明與革新;2001年04期

7 焦慶豐;電動(dòng)汽車(chē)前景廣闊[J];大眾用電;2001年03期

8 劉茂理;云南需要電動(dòng)汽車(chē)[J];云南交通科技;2001年01期

9 叢曉杰;電動(dòng)汽車(chē):推動(dòng)世界的綠色動(dòng)力[J];中國(guó)石油;2001年09期

10 豪彥;21世紀(jì)世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)(三)——電動(dòng)汽車(chē)[J];汽車(chē)與配件;2001年Z1期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋翔;;電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)的趨勢(shì)[A];重慶汽車(chē)工程學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

2 賈愛(ài)芹;;淺談電動(dòng)汽車(chē)推廣的實(shí)現(xiàn)途徑[A];第六屆河南省汽車(chē)工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 張夢(mèng)潔;田令;;電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[A];第三屆河南省汽車(chē)工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

4 倫景光;;電動(dòng)汽車(chē)在中國(guó)的發(fā)展前景[A];科技進(jìn)步與學(xué)科發(fā)展——“科學(xué)技術(shù)面向新世紀(jì)”學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

5 張夢(mèng)潔;田令;;電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[A];第三屆河南省汽車(chē)工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)暨2006年省汽學(xué)會(huì)理事會(huì)議資料[C];2006年

6 張炳力;趙韓;;貫徹“汽車(chē)新政”加快安徽電動(dòng)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

7 張杰;;電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展需要更多“綠燈”[A];西南汽車(chē)信息：2013年第7期（總第328期）[C];2013年

8 姚勇;劉林生;顧健輝;陳林;李科江;趙曉;;電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)的影響及對(duì)策[A];2013年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

9 蔣惠琴;歐萬(wàn)彬;鮑健強(qiáng);葉瑞克;;電動(dòng)汽車(chē):引領(lǐng)城市低碳交通的未來(lái)[A];生態(tài)城市建設(shè)與生態(tài)危機(jī)管理——中國(guó)未來(lái)研究會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

10 李曉勤;魯植雄;逄小鳳;;淺述電動(dòng)汽車(chē)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[A];江蘇省汽車(chē)工程學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者陳興安;電動(dòng)汽車(chē)引領(lǐng)奧運(yùn)時(shí)尚[N];中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào);2002年

2 賈俊國(guó);公司推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展試點(diǎn)實(shí)施方案座談會(huì)在上海召開(kāi)[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2007年

3 孫逢春;助推電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展意義重大[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2007年

4 本報(bào)記者 葛勝征;奧運(yùn)會(huì) 世博會(huì)重點(diǎn)采購(gòu)電動(dòng)汽車(chē)[N];政府采購(gòu)信息報(bào);2007年

5 本報(bào)記者 劉輝邋李層;發(fā)展電動(dòng)汽車(chē) 國(guó)網(wǎng)搶得先機(jī)[N];中國(guó)電力報(bào);2007年

6 記者 張靜;電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇召開(kāi)[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2009年

7 孫萌萌;工信部召集各方落實(shí)電動(dòng)汽車(chē)政策[N];人民政協(xié)報(bào);2009年

8 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 楊冬;電動(dòng)汽車(chē)能否順利駛?cè)搿爱a(chǎn)業(yè)化時(shí)代”[N];中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2009年

9 柯蕓;應(yīng)加快建立電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)支撐體系[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2008年

10 本報(bào)記者 張鳳宇;電動(dòng)汽車(chē)中國(guó)汽車(chē)業(yè)的新機(jī)遇[N];中國(guó)信息報(bào);2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡超;電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電電磁耦合機(jī)構(gòu)能效特性及優(yōu)化方法研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 張虹;考慮電動(dòng)汽車(chē)聚合站的主動(dòng)配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度[D];華北電力大學(xué);2015年

3 宋世欣;分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)控制策略及硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2015年

4 張迪;電動(dòng)汽車(chē)充\換電設(shè)施選址模型研究[D];華中科技大學(xué);2015年

5 徐浩;面向規(guī)模化電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)的充電站布局優(yōu)化及有序充電策略研究[D];華中科技大學(xué);2015年

6 張斌;電動(dòng)汽車(chē)永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)電磁熱設(shè)計(jì)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

7 方支劍;計(jì)及電池與電網(wǎng)影響的電動(dòng)汽車(chē)充換電控制[D];華中科技大學(xué);2015年

8 邵艾博（Khalid,Muhammad Shoaib）;可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)一體化管理對(duì)多模微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響分析[D];華中科技大學(xué);2015年

9 劉瑜俊;電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能特性及其配置方法研究[D];東南大學(xué);2015年

10 強(qiáng)浩;計(jì)及無(wú)線充電的電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電網(wǎng)的影響研究[D];東南大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 寇凌峰;電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模接入對(duì)電網(wǎng)的影響分析[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

2 黃潤(rùn);電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷影響的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

3 楊俊秋;電動(dòng)汽車(chē)充放電容量預(yù)測(cè)及控制策略的優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2012年

4 薛紅紅;電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)之協(xié)調(diào)充電策略探究[D];華中師范大學(xué);2012年

5 許恬;我國(guó)當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)潛在消費(fèi)者的識(shí)別與消費(fèi)行為研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

6 唐升衛(wèi);電動(dòng)汽車(chē)有序充電研究[D];湖南大學(xué);2012年

7 王傳能;電動(dòng)汽車(chē)換電站優(yōu)化規(guī)劃研究[D];華北電力大學(xué);2012年

8 張晨曦;電動(dòng)汽車(chē)入網(wǎng)技術(shù)及社會(huì)綜合效益研究[D];浙江大學(xué);2013年

9 何清晨;適用于城市通勤的個(gè)人電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)與研究[D];清華大學(xué);2012年

10 張敏;計(jì)及規(guī)�；妱�(dòng)汽車(chē)充放電負(fù)荷的配電網(wǎng)效能分析[D];華北電力大學(xué);2013年

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