平板式液冷动力电池包的设计与分析

发布时间：2020-05-11 22:14

【摘要】：本课题以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为服务对象设计一款平板式液冷动力电池包。平板式的设计要求是基于动力电池包在四轮轮毂电机独立驱动电动汽车上的安装位置来决定的。液冷式散热方式的选择是通过对比各种类型散热方式的优缺点后完成的。具体完成的工作如下:(1)本课题所设计的平板式液冷动力电池包选用松下NCR18650PF锂离子电池作为电池单体,通过电池单体的串并联,组合成电池模块,电池模块间通过机械连接组成整个动力电池包。在比较了各个散热方式的优劣后,笔者选择了液冷的散热方式并设计了散热系统。根据电池模组设计、散热设计以及电气设计以及总装设计完成平板式液冷动力电池包的设计。(2)总结了现有论文对动力电池包进行有限元建模的简化方法,并考虑了这种方法的不足之处。故笔者提出了考虑精确电池单元动力学建模的方法。为了验证此法的准确性,本章以实验室另一款已做出实物的动力电池包为分析对象,通过对其进行了简化模型有限元模态分析、精确模型有限元模态分析、模态实验三者的结果来对比分析。通过对比,可知考虑了精确电池单元体建模方法所得的结果与实验结果更为接近和准确。之后,笔者运用精确电池单元体建模法,对本课题所设计的平板式液冷动力电池包进行精确建模,为之后的动力电池包有限元力学分析打下基础。(3)以平板式液冷动力电池包的精确模型为基础,运用有限元分析的方法对动力电池包进行力学性能分析,包括:模态分析、随机振动疲劳分析、惯性载荷分析以及机械冲击分析。根据仿真结果对其结构进行修改,修改后的平板式液冷动力电池包,在有限元动力学仿真分析层面,模态分析、随机振动疲劳分析、惯性载荷分析以及机械冲击分析都满足设计要求,各个零件都是可靠的。(4)因动力电池包在连续工作时,放电速率一般低于1C,故可以通过检测动力电池包在以1C的放电速率放电时电池单元体的温度以及温度差来实现检测整个电池包的散热性能。从理论层面而言,根据Bernardi经典模型可计算出电池在以1C放电速率放电时最大的生热速率。运用有限元分析软件完成了对液冷冷却系统的温度仿真分析。根据温度云图可知,本课题所设计的平板式液冷动力电池包的散热性能很好。
【图文】：

动力电池,安装位置,平板式,液冷

第二章平板式液冷动力电池包的设计第二章平板式液冷动力电池包的设计本课题以松下 NCR18650PF 锂电池为基础，以四轮轮毂电机独立驱动电动汽车为服务对象，设计了一款平板式液冷动力电池包。平板式的设计要求是为了将动力电池包顺利安装在四轮轮毂电机独立驱动电动汽车底部，，如图 2-1 所示。

保持架,电池,单体,集流

（a）单个双孔保持架（b）16 个双孔保持架组合为 32 孔保持架图 2-3 电池单体保持架将 32 孔电池保持架作为 32 并联电池单体的上下保持架，保持同一个保持架上的正负极完全一致，组装后如图 2-4 所示。图 2-4 32 个电池单体与保持架图2.3.2.3 集流片的设计集流片可以承载电池模块的电流，可以将 32 个电池单体的正负极分别于一片集流片相连，则 32 个电池单体并联了。常用集流片的材质为镀镍钢、镀镍铜等。铜具有良
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】