基于热管的圆柱形锂离子电池热管理系统性能研究

发布时间：2024-04-18 19:06

　　随着新能源汽车的发展,电池热管理系统的研究至关重要。圆柱形锂离子电池因其能量密度高、无记忆效应、寿命长等优势受到广泛关注。热管具有高导热性能,是一种在电池热管理领域具有广泛应用前景的传热元件。因此,对于圆柱形锂离子电池的热管冷却,其结构的合理设计是提高电池冷却性能的关键。针对圆柱形锂离子电池,设计了热管与导热元件复合散热结构,采用数值计算方法,对其进行了仿真分析。并通过实验验证了仿真模型的准确性。研究加入导热元件前后、电池与导热元件内壁接触面的圆周角(简称,接触面圆周角)、导热元件高度对电池温度的影响。结合正交试验分析法,研究多因素包括电池间距、导热元件厚度、接触面圆周角、导热元件高度同时发生变化时对电池温度的影响,并在不同导热元件质量下确定导热元件高度的最佳值。为减少计算成本,对电池热管理系统建立一维传热网络模型,并通过实验验证传热网络模型的准确性,对比分析传热网络模型与数值模型,研究冷却液流速和电池包数目对电池冷却性能的影响。研究表明,加入导热元件可增大电池与热管之间的接触面积,显著提高单元模块冷却性能;导热元件与电池接触角越大,单元模块的冷却性能越好,当接触面圆周角大于95°时,...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1基于热管的圆柱形电池热管理系统(a)系统的几何模型(b)电池模块俯视图

型18650圆柱形锂离子电池，采用热管作为传热元件进行冷池热管理系统由电池、导热元件、热管和冷却通道组成池模块(如图2-1(b)示)，电池间距为D，其物性参数如表2有三根热管，热管采用外径为6mm，总长为lhp的铜粉烧结段长为le并压扁至2mm，冷凝段长为....

图2-2单体电池瞬态产热率的实验装置

654.23.23.7态产热率计算电过程中其产热率随电流和电池内阻的变化而发生变化2gentQ=IR放电过程中流经电池的电流，A；Rt为电池总内阻，Ω。瞬态产热率的获得基于实验得到，实验装置如图2-2所放电装置(NEWARE，BTS-4000)和恒温箱(SPX....

图2-3单体电池在不同放电倍率下的产热率

电过程中流经电池的电流，A；Rt为电池总内阻，Ω态产热率的获得基于实验得到，实验装置如图2-2电装置(NEWARE，BTS-4000)和恒温箱(SPX-80)。境温度中；充放电装置控制单体电池处于3C和5性阶跃法[57]测量电池总内阻，结合公式(2-1)便可计。图2-....

图2-4热管的实验装置图

图2-4热管的实验装置图求解体力学(CFD)模型是基于连续方程、动量守恒方程和能量守恒方，从而获得流场内各位置的基本物理量分布。CFD的数值求解依不同，分为有限差分法、有限元法和有限体积法。CFD的求解过初始与边界条件确定、数模的网格划分、离散方程建立与求解、件结构包括前....

本文编号：3957611