锂离子电池组强制风冷却系统优化设计

发布时间：2020-12-18 21:51

　　在能源短缺、环境问题严峻的今天,锂离子电池由于具有能量密度大、充放电效率高、生命周期长等优点广泛应用于电动汽车、风光储能等领域。锂离子电池工作过程温度的高低和温度分布的均匀性对其性能和寿命影响很大,直接关系到应用过程中的可靠性。因此,对锂离子电池组进行热管理对于电池的安全应用意义重大。风冷式锂离子电池热管理系统具有结构简单、成本较低的优点,但存在散热效率不高,散热效果不均衡的问题。本文采用锂离子电池电化学-热模型对其热行为进行分析,并结合流阻网络模型以及有限元分析方法,对风冷式锂离子电池热管理系统的结构优化设计展开研究,具体工作如下:首先,针对锂离子电池热仿真精度不高的问题,研究锂离子电池充放电过程中的热行为,建立锂离子电池的电化学-热仿真模型。进行小倍率放电实验以实现对模型电化学参数的辨识,简化传热方程以实现对模型热物性参数的解耦和辨识。利用辨识得到的模型参数对锂离子电池单体热行为进行有限元分析,验证所建立的电化学-热仿真模型和参数辨识的准确性。其次,针对风冷式锂离子电池热管理系统中冷却流道风速计算效率低的问题,根据流体力学原理,建立流阻网络模型以实现对冷却流道内冷却空气流速的快速计... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

方形铝壳锂离子电池实物图

图 2-11 锂离子电池单体网格划分(切面)在 1.5C 充放电倍率的工况下温度分布35.035.435.836.236.637.037.5图 2-12 锂离子电池单体 1.5C 充电温度分布(切面)44.5

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文式 BTMS 有限元仿真冷却流道风速计算通过在 COMSOL Multiphysics 软件中建立风冷式锂离子电池热型以验证所建立的流阻网络模型的准确性。离子电池组几何模型构建本文使用由 8×3 方形铝壳动力锂离子电池单体组成的电池组，池热管理系统的结构是 Z 型槽，因此利用 COMSOL Multiphy何模型如图 3-4 所示，其中忽略了电池单体极柱和焊接座对有限影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电化学热耦合模型锂电池热管理系统优化[J]. 朱浩,王文清,鄂加强,邓元望.  电源技术. 2018(04)
[2]基于COMSOL Multiphysics平台的动力锂离子电池模块散热结构仿真[J]. 连丽玲.  自动化与仪器仪表. 2017(12)
[3]基于Matlab的遗传算法在结构优化设计中的应用[J]. 吴立华,白洁,左亚军,谭国所,刘永福,李克天.  机电工程技术. 2017(10)
[4]锂离子电池热性能的研究[J]. 王丹丹,陈威,李威.  能源研究与利用. 2017(04)
[5]基于GA的车用锂离子电池电化学模型参数辨识[J]. 徐兴,王位,陈龙.  汽车工程. 2017(07)
[6]纯电动汽车锂离子电池成组热效应分析[J]. 严刚,李顶根,秦李伟,邓原冰,窦汝振.  汽车工程学报. 2016(05)
[7]纯电动汽车锂离子电池热效应的建模及仿真[J]. 侯永涛,赛羊羊,孟令斐,石杰.  电源技术. 2016(06)
[8]18650型锂离子电池热失控影响因素[J]. 罗庆凯,王志荣,刘婧婧,薛云龙.  电源技术. 2016(02)
[9]电动汽车用锂离子电池热特性和热模型研究[J]. 雷治国,张承宁,雷学国,李军求.  电工电能新技术. 2015(12)
[10]锂离子电池热模型的研究现状[J]. 罗玲,宋文吉,林仕立,冯自平.  电池. 2015(05)

硕士论文
[1]纯电动乘用车动力电池液冷热管理结构设计[D]. 王元哲.合肥工业大学 2017
[2]混合动力车用锂电池组液体冷却散热机理研究[D]. 张上安.湖南大学 2013



本文编号：2924666