电动汽车锂离子电池液冷热管理研究
发布时间：2021-03-11 13:20
在当今社会能源危机与环境污染情况越发严重的背景下,电动汽车以其特有的优势得到了广泛的应用,而动力电池作为电动汽车核心“三电”中最重要一电,电动汽车的各项性能与寿命直接受到动力电池的影响。过高或过低温度均无法使电池正常工作,严重者甚至会发生热失控,产生爆炸,因此,设计一套有效的热管理方案,将电池组温度控制在合适的范围内成为必要。本文针对某公司纯电动物流车的方型锂电池,以其电池箱体结构为基础,采用理论分析、计算机模拟与实验验证相结合的方法进行研究,从而设计出一套有效的电池热管理方案,在低温环境中对电池组进行加热,在高温环境中对电池组进行散热,使电池组一直可以在合适的温度下工作,实现电池热管理的目的。本文的主要研究内容与结论如下:（1）对锂离子电池的基本原理与结构进行了分析,同时分析了电池在充放电情况下的生热与散热机理,计算确定了本文中所使用LP2714897型锂电池的物性参数。（2）建立了单体电池的三维模型,对单体电池在不同放电倍率,不同对流工况和不同环境温度下进行了计算机数值仿真模拟,得到了不同情况下的温度云图与电池表面温升;设计了单体电池温升实验,完成单体电池的温升试验,对实验结果进行...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉动热管式散热Rao等[27]
图 1.2 冷板回环式流道散热 图 1.3 U 型板式散热结构Khateeb[30]等对锂离子电池在使用空气与使用相变材料作为换热介质的对电行做了仿真对比，结果显示，使用相变材料作为散热介质的散热效果明显优于使用然后在相变材料中加入泡沫铝材料进行仿真，散热效果得到进一步提升。Kizilel[31]等在常用的相变材料石蜡中加入了发泡石墨，以这种复合的新型相为介质进行仿真模拟，结果表明，这种复合材料不但能够达到很好地控制电池组温度和温差，同时还发现它可以能够减少动力电池在充放电时的能量损耗，即便（45oC）和汽车烂工况下放电时仍能有较高的效率。温度是电池各项性能与寿命最大的因素，因此高效的用电池热管理系统来控时及其重要的。空冷结构简单，但是散热能力不强只能适用于小功率的电池[32]；统的散热能力强且能适用于某些极端工况，但是其增加了一系列液冷装置而且消能量；相变材料冷却系统成本低，结构非常简单，散热性能非常好，同时一些极下能够较好的隔离高低温，是未来电池热管理非常有前景的研究方向，但目前技
图 1.2 冷板回环式流道散热 图 1.3 U 型板式散热结构Khateeb[30]等对锂离子电池在使用空气与使用相变材料作为换热介质的对电行做了仿真对比，结果显示，使用相变材料作为散热介质的散热效果明显优于使用然后在相变材料中加入泡沫铝材料进行仿真，散热效果得到进一步提升。Kizilel[31]等在常用的相变材料石蜡中加入了发泡石墨，以这种复合的新型相为介质进行仿真模拟，结果表明，这种复合材料不但能够达到很好地控制电池组温度和温差，同时还发现它可以能够减少动力电池在充放电时的能量损耗，即便（45oC）和汽车烂工况下放电时仍能有较高的效率。温度是电池各项性能与寿命最大的因素，因此高效的用电池热管理系统来控时及其重要的。空冷结构简单，但是散热能力不强只能适用于小功率的电池[32]；统的散热能力强且能适用于某些极端工况，但是其增加了一系列液冷装置而且消能量；相变材料冷却系统成本低，结构非常简单，散热性能非常好，同时一些极下能够较好的隔离高低温，是未来电池热管理非常有前景的研究方向，但目前技
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力电池组分层风冷式热管理系统仿真[J]. 宋俊杰,王义春,王腾. 化工进展. 2017(S1)
[2]大功率锂离子动力电池组散热特性数值模拟[J]. 赵佳腾,饶中浩,刘新健,刘臣臻,霍宇涛,王庆超. 新能源进展. 2014(06)
[3]动力电池热管理系统及其设计流程介绍[J]. 周奕,王英,黄晨东. 上海汽车. 2014(06)
[4]基于液体介质的电动汽车动力电池热管理研究进展[J]. 霍宇涛,饶中浩,刘新健,赵佳腾. 新能源进展. 2014(02)
[5]动力锂离子电池充电过程热模拟及影响因素灰色关联分析[J]. 鄂加强,龙艳平,王曙辉,蔡皓,胡小峰,朱蓉甲. 中南大学学报(自然科学版). 2013(03)
[6]基于液体冷却和加热的电动汽车电池热管理系统(英文)[J]. 袁昊,王丽芳,王立业. 汽车安全与节能学报. 2012(04)
[7]电动汽车电池箱通风冷却结构的研究[J]. 吴宏,李育隆,杨凯. 汽车工程. 2012(06)
[8]电动汽车电池的现状及发展趋势[J]. 宋永华,阳岳希,胡泽春. 电网技术. 2011(04)
[9]锰酸锂动力蓄电池散热影响因素分析[J]. 林成涛,李腾,陈全世. 兵工学报. 2010(01)
[10]混合动力汽车用镍氢电池的散热结构分析[J]. 杨亚联,张昕,李隆键,秦大同,胡明辉. 重庆大学学报. 2009(04)
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池组热特性分析及电池箱体散热结构优化[D]. 方雄灿.合肥工业大学 2017
[2]车用锂离子电池冷却方案优化设计[D]. 彭影.浙江大学 2015
[3]电动汽车用锂离子电池热特性及散热装置的数值模拟[D]. 胡锐鸿.华南理工大学 2014
[4]大容量锂离子动力电池充放电过程热特性研究[D]. 任保福.北京交通大学 2012
[5]混合动力客车电池包散热系统研究[D]. 许超.上海交通大学 2010
本文编号：3076526
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脉动热管式散热Rao等[27]
图 1.2 冷板回环式流道散热 图 1.3 U 型板式散热结构Khateeb[30]等对锂离子电池在使用空气与使用相变材料作为换热介质的对电行做了仿真对比，结果显示，使用相变材料作为散热介质的散热效果明显优于使用然后在相变材料中加入泡沫铝材料进行仿真，散热效果得到进一步提升。Kizilel[31]等在常用的相变材料石蜡中加入了发泡石墨，以这种复合的新型相为介质进行仿真模拟，结果表明，这种复合材料不但能够达到很好地控制电池组温度和温差，同时还发现它可以能够减少动力电池在充放电时的能量损耗，即便（45oC）和汽车烂工况下放电时仍能有较高的效率。温度是电池各项性能与寿命最大的因素，因此高效的用电池热管理系统来控时及其重要的。空冷结构简单，但是散热能力不强只能适用于小功率的电池[32]；统的散热能力强且能适用于某些极端工况，但是其增加了一系列液冷装置而且消能量；相变材料冷却系统成本低，结构非常简单，散热性能非常好，同时一些极下能够较好的隔离高低温，是未来电池热管理非常有前景的研究方向，但目前技
图 1.2 冷板回环式流道散热 图 1.3 U 型板式散热结构Khateeb[30]等对锂离子电池在使用空气与使用相变材料作为换热介质的对电行做了仿真对比，结果显示，使用相变材料作为散热介质的散热效果明显优于使用然后在相变材料中加入泡沫铝材料进行仿真，散热效果得到进一步提升。Kizilel[31]等在常用的相变材料石蜡中加入了发泡石墨，以这种复合的新型相为介质进行仿真模拟，结果表明，这种复合材料不但能够达到很好地控制电池组温度和温差，同时还发现它可以能够减少动力电池在充放电时的能量损耗，即便（45oC）和汽车烂工况下放电时仍能有较高的效率。温度是电池各项性能与寿命最大的因素，因此高效的用电池热管理系统来控时及其重要的。空冷结构简单，但是散热能力不强只能适用于小功率的电池[32]；统的散热能力强且能适用于某些极端工况，但是其增加了一系列液冷装置而且消能量；相变材料冷却系统成本低，结构非常简单，散热性能非常好，同时一些极下能够较好的隔离高低温，是未来电池热管理非常有前景的研究方向，但目前技
【参考文献】：
期刊论文
[1]动力电池组分层风冷式热管理系统仿真[J]. 宋俊杰,王义春,王腾. 化工进展. 2017(S1)
[2]大功率锂离子动力电池组散热特性数值模拟[J]. 赵佳腾,饶中浩,刘新健,刘臣臻,霍宇涛,王庆超. 新能源进展. 2014(06)
[3]动力电池热管理系统及其设计流程介绍[J]. 周奕,王英,黄晨东. 上海汽车. 2014(06)
[4]基于液体介质的电动汽车动力电池热管理研究进展[J]. 霍宇涛,饶中浩,刘新健,赵佳腾. 新能源进展. 2014(02)
[5]动力锂离子电池充电过程热模拟及影响因素灰色关联分析[J]. 鄂加强,龙艳平,王曙辉,蔡皓,胡小峰,朱蓉甲. 中南大学学报(自然科学版). 2013(03)
[6]基于液体冷却和加热的电动汽车电池热管理系统(英文)[J]. 袁昊,王丽芳,王立业. 汽车安全与节能学报. 2012(04)
[7]电动汽车电池箱通风冷却结构的研究[J]. 吴宏,李育隆,杨凯. 汽车工程. 2012(06)
[8]电动汽车电池的现状及发展趋势[J]. 宋永华,阳岳希,胡泽春. 电网技术. 2011(04)
[9]锰酸锂动力蓄电池散热影响因素分析[J]. 林成涛,李腾,陈全世. 兵工学报. 2010(01)
[10]混合动力汽车用镍氢电池的散热结构分析[J]. 杨亚联,张昕,李隆键,秦大同,胡明辉. 重庆大学学报. 2009(04)
硕士论文
[1]电动汽车锂离子电池组热特性分析及电池箱体散热结构优化[D]. 方雄灿.合肥工业大学 2017
[2]车用锂离子电池冷却方案优化设计[D]. 彭影.浙江大学 2015
[3]电动汽车用锂离子电池热特性及散热装置的数值模拟[D]. 胡锐鸿.华南理工大学 2014
[4]大容量锂离子动力电池充放电过程热特性研究[D]. 任保福.北京交通大学 2012
[5]混合动力客车电池包散热系统研究[D]. 许超.上海交通大学 2010
本文编号：3076526
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