基于微小通道的电池热管理系统传热与流动特性研究
发布时间：2021-08-06 01:35
电动汽车由于其具有节能、环保等优点越来越受到人们的关注。发展电动汽车的关键是动力电池,而动力电池的性能、寿命、安全性以及可靠性与温度密切相关。因此,设计合适的电池热管理系统显得尤为重要。本文采用理论分析、数值模拟与实验相结合的研究方法,以方形和圆柱形锂离子电池为研究对象,提出了两种基于微小通道的热管理系统设计方案,建立电池热管理系统三维模型,对电池组的温度场进行分析,并根据几种不同条件下的冷却效果对设计方案进行优化,以保证电池组在最适合的温度下安全有效的工作。同时,对电池热管理系统在不同冷却模式下的热特性及能耗特性进行了实验研究,主要结论如下:（1）针对方形锂离子电池,采用具有微小通道的冷板对电池进行冷却。该液体冷却系统能够为电池组提供良好的冷却效率。通道越多,冷却效率越高,但效率提升减缓,较合适的通道数为5。降低最高温度和温差最有效的方法是增加质量流量,考虑到功耗,最佳质量流量为1×10-3kg/s。此外,增大通道宽度也可以降低能耗。由于靠近电极区域具有更高的产热功率,并且每个电池的冷却效果不同,很难将电池组温度降低到5℃以下。针对原有设计进行了优化之后,质量流...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池结构示意图
图 1-2 锂离子电池工作原理图Figure 1-2 Work principle of Li-ion battery在正常放电状态下，锂离子电池在层状结构的碳材料和层状结构的氧嵌入和脱出，一般只引起材料的层面间距的变化，不破坏其晶状结构过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性子电池的充放电过程是一种理想的可逆过程[19]。锂离子电池的性能参数有电压、容量、内阻、循环寿命等。电压主要压、开路电压、工作电压等；电池容量是指电池在充满电后，在一定行放电至终止电压所放出的电量。随着电池使用次数的增加，能够放越来越小。由于电池的充放电是在一定的放电倍率下进行的，因此电放电倍率直接相关，放电倍率越大，放电电流越大；电池的内阻指在充放电时，电流经过电池内部受到的阻力。根据焦耳定律，内阻越大的热量越多，电池的温度会快速升高；电池经历一次充放电称为一池容量降至其 80%时的充放电次数称为循环寿命。
硕士学位论文1.4.1 空气冷却式空气冷却式是指利用风机将冷空气吹入电池组之中，通过强制对流散热达到控制电池组温度的目的。按照风道结构的不同，可以分为串行和并行冷却[43]。按照是否安装风机，可以分为被动式和主动式。Kim 和 Persaran[44]指出，被动式只适用于低能量密度的电池，对于锂离子电池之类的高能量密度的电池，则必须使用主动式。
本文编号：3324813
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锂离子电池结构示意图
图 1-2 锂离子电池工作原理图Figure 1-2 Work principle of Li-ion battery在正常放电状态下，锂离子电池在层状结构的碳材料和层状结构的氧嵌入和脱出，一般只引起材料的层面间距的变化，不破坏其晶状结构过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性子电池的充放电过程是一种理想的可逆过程[19]。锂离子电池的性能参数有电压、容量、内阻、循环寿命等。电压主要压、开路电压、工作电压等；电池容量是指电池在充满电后，在一定行放电至终止电压所放出的电量。随着电池使用次数的增加，能够放越来越小。由于电池的充放电是在一定的放电倍率下进行的，因此电放电倍率直接相关，放电倍率越大，放电电流越大；电池的内阻指在充放电时，电流经过电池内部受到的阻力。根据焦耳定律，内阻越大的热量越多，电池的温度会快速升高；电池经历一次充放电称为一池容量降至其 80%时的充放电次数称为循环寿命。
硕士学位论文1.4.1 空气冷却式空气冷却式是指利用风机将冷空气吹入电池组之中，通过强制对流散热达到控制电池组温度的目的。按照风道结构的不同，可以分为串行和并行冷却[43]。按照是否安装风机，可以分为被动式和主动式。Kim 和 Persaran[44]指出，被动式只适用于低能量密度的电池，对于锂离子电池之类的高能量密度的电池，则必须使用主动式。
本文编号：3324813
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3324813.html
