基于电—热耦合模型的车用锂离子电池组液冷散热仿真分析
发布时间：2022-10-20 18:08
随着社会的发展,全球机动车保有量的急速上升,能源的需求与日俱增;能源短缺与环境污染的问题随之成为当今社会关注的焦点,锂离子电池正是在这种局势下孕育而生。锂离子电池作为电动汽车的动力源,工作电压高、能量密度大、循环性能好、无污染、无记忆效应是其最突出的优点。由于电池在电动汽车上的布置都是以串并联形式组成电池组,多个电池组组成一个大的电池包;电池在电池包中排列紧密,且处于相对封闭状态,电池放电时产生大量的热,电池在这种散热不良的状态极易产生热失控甚至着火、爆炸等现象。因此,设计一款安全,稳定、高效的电池散热系统至关重要。本文对电池的生热机理研究现状及电池热管理技术研究现状进行了深入探讨。目前生热模型主要集中在电化学-热耦合模型的研究上,电-热耦合模型的研究相对较少,且电-热耦合模型的求解计算方法主要基于CFD软件的数值求解;目前热管理的研究技术相对成熟,热管理的运用主要集中在风冷、液冷、相变材料三种冷却方式,并且随着不断地实践,液体冷却被公认为是热管理的主流散热方式。为了探究电池在电池包中的生热特性,本文对电池进行了绝热状态下的不同放电倍率的放电实验研究,并测量了电池厚度方向的导热系数。研...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电池生热机理研究现状
1.3 电池组散热系统研究现状
1.3.1 风冷系统
1.3.2 相变材料散热系统
1.3.3 液体散热系统
1.4 本文研究内容及意义
第2章 锂离子电池温升特性实验研究
2.1 电池结构特性及反应原理
2.2 电池厚度方向导热系数的测定
2.3 锂离电池温升特性实验研究
2.3.1 实验设备及其介绍
2.3.2 实验步骤
2.3.3 实验结果分析
2.4 本章小结
第3章 锂离子电池电-热耦合模型研究
3.1 电池生热特性分析
3.2 电-热耦合模型的建立
3.3 单体电池热仿真研究
3.3.1 仿真软件介绍
3.3.2 单体电池放电生热仿真分析
3.4 本章小结
第4章 电池组液冷散热仿真分析
4.1 电池组散热结构及参数设计
4.1.1 散热系统结构设计
4.1.2 冷却水流速计算
4.2 电池组液冷散热仿真分析
4.2.1 不同导热板厚度下电池组散热仿真分析
4.2.2 不同初始温度下电池组散热仿真研究
4.2.3 不同放电倍率下电池组散热仿真研究
4.2.4 改变散热结构的不同放电倍率电池组仿真分析
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池特征时间常数的理论提取及仿真[J]. 冯雅楠,黄秋安. 物联网技术. 2016(06)
[2]基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验[J]. 刘霏霏,兰凤崇,陈吉清. 机械工程学报. 2016(08)
[3]电动汽车锂离子电池释热机理及电热耦合模型[J]. 宋士刚,李小平. 电源技术. 2016(02)
[4]锂离子储能电池放电热行为仿真与实验研究[J]. 虞跨海,李长浩,程永周. 电源技术. 2016(01)
[5]锂离子电池产热特性理论模型研究进展[J]. 匡勇,刘霞,钱振,郭成龙,黄丛亮,饶中浩. 储能科学与技术. 2015(06)
[6]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)
[7]大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能[J]. 张云云,白洁,张国庆. 汽车安全与节能学报. 2015(01)
[8]锂离子电池极化电压特性分析[J]. 姚雷,王震坡. 北京理工大学学报. 2014(09)
[9]电动汽车动力电池生热模型和散热特性[J]. 姬芬竹,刘丽君,杨世春,徐斌. 北京航空航天大学学报. 2014(01)
[10]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)
硕士论文
[1]混合动力重型车动力电池热管理研究[D]. 谷风.吉林大学 2017
[2]新能源汽车用锂电池热管理系统研究[D]. 张辉明.山东大学 2017
[3]纯电动物流车电池液冷热管理结构优化[D]. 马鹏程.合肥工业大学 2017
[4]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
[5]纯电动客车动力电池热管理系统开发[D]. 刘博渊.吉林大学 2016
[6]电池组结构设计及其热管理液流传热强化研究[D]. 闵德平.吉林大学 2016
[7]纯电动汽车电池结构与系统的研究[D]. 薛雯.天津大学 2016
[8]电动汽车电池冷却系统的数值模拟研究[D]. 周耀华.华南理工大学 2015
[9]动力电池相变冷却技术与热管耦合传热研究[D]. 卢俊威.吉林大学 2014
[10]电动汽车电池组散热的仿真研究与优化[D]. 张冲.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3695049
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 电池生热机理研究现状
1.3 电池组散热系统研究现状
1.3.1 风冷系统
1.3.2 相变材料散热系统
1.3.3 液体散热系统
1.4 本文研究内容及意义
第2章 锂离子电池温升特性实验研究
2.1 电池结构特性及反应原理
2.2 电池厚度方向导热系数的测定
2.3 锂离电池温升特性实验研究
2.3.1 实验设备及其介绍
2.3.2 实验步骤
2.3.3 实验结果分析
2.4 本章小结
第3章 锂离子电池电-热耦合模型研究
3.1 电池生热特性分析
3.2 电-热耦合模型的建立
3.3 单体电池热仿真研究
3.3.1 仿真软件介绍
3.3.2 单体电池放电生热仿真分析
3.4 本章小结
第4章 电池组液冷散热仿真分析
4.1 电池组散热结构及参数设计
4.1.1 散热系统结构设计
4.1.2 冷却水流速计算
4.2 电池组液冷散热仿真分析
4.2.1 不同导热板厚度下电池组散热仿真分析
4.2.2 不同初始温度下电池组散热仿真研究
4.2.3 不同放电倍率下电池组散热仿真研究
4.2.4 改变散热结构的不同放电倍率电池组仿真分析
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池特征时间常数的理论提取及仿真[J]. 冯雅楠,黄秋安. 物联网技术. 2016(06)
[2]基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验[J]. 刘霏霏,兰凤崇,陈吉清. 机械工程学报. 2016(08)
[3]电动汽车锂离子电池释热机理及电热耦合模型[J]. 宋士刚,李小平. 电源技术. 2016(02)
[4]锂离子储能电池放电热行为仿真与实验研究[J]. 虞跨海,李长浩,程永周. 电源技术. 2016(01)
[5]锂离子电池产热特性理论模型研究进展[J]. 匡勇,刘霞,钱振,郭成龙,黄丛亮,饶中浩. 储能科学与技术. 2015(06)
[6]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)
[7]大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能[J]. 张云云,白洁,张国庆. 汽车安全与节能学报. 2015(01)
[8]锂离子电池极化电压特性分析[J]. 姚雷,王震坡. 北京理工大学学报. 2014(09)
[9]电动汽车动力电池生热模型和散热特性[J]. 姬芬竹,刘丽君,杨世春,徐斌. 北京航空航天大学学报. 2014(01)
[10]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)
硕士论文
[1]混合动力重型车动力电池热管理研究[D]. 谷风.吉林大学 2017
[2]新能源汽车用锂电池热管理系统研究[D]. 张辉明.山东大学 2017
[3]纯电动物流车电池液冷热管理结构优化[D]. 马鹏程.合肥工业大学 2017
[4]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
[5]纯电动客车动力电池热管理系统开发[D]. 刘博渊.吉林大学 2016
[6]电池组结构设计及其热管理液流传热强化研究[D]. 闵德平.吉林大学 2016
[7]纯电动汽车电池结构与系统的研究[D]. 薛雯.天津大学 2016
[8]电动汽车电池冷却系统的数值模拟研究[D]. 周耀华.华南理工大学 2015
[9]动力电池相变冷却技术与热管耦合传热研究[D]. 卢俊威.吉林大学 2014
[10]电动汽车电池组散热的仿真研究与优化[D]. 张冲.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3695049
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3695049.html
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