软包锂离子动力电池模块设计及水冷散热研究

发布时间：2020-05-24 00:46

【摘要】：在全球经济高速增长的大环境下,居民生活水平的提高促进了汽车产量与保有量的增长,然而经济高速的发展必然也带来了诸多的问题,如:环境污染、能源短缺问题,它们将迫使汽车行业引起足够的重视。目前,我国把新能源汽车提升到国家战略层次。新能源汽车具有环境友好型特性,所具有的零排放、噪音低等优点,而其中电池又是电动汽车的关键技术之一。电动汽车对于电源系统主要的要求是比能量高、体积小、循环次数多、成本较低、安全性高等指标。本文以某公司生产的10Ah软包三元聚合物锂离子动力电池为研究对象,通过先期试验再仿真的手段,从电池单体、模块生热散热对电池性能的影响进行研究和模块进行设计。主要完成了以下工作:(1)研究了软包锂离子电池的具体结构、材料及特性。通过实验的方法研究了不同温度下电池的OCV-SOC的关系以及温度变化对其内阻的影响。为了研究电池在不同倍率下的生热情况,进行了在绝热和自然散热两种条件下的温升实验,并建立了单体电池的数值模型,通过查阅文献资料等确定了仿真过程所需的物理参数。(2)基于该款锂电池的特性,参照电池模块的设计原则,设计了两种电池模块方案,对比分析了两种模块的优缺点,并试制了电池模块样品。(3)建立单体电池的生热速率模型,通过对比自然和绝热环境下的热仿真分析结果来验证模型的准确性,并对电池模块进行绝热和自然状态下的放电温升实验,检验模块的温升情况。(4)根据自然状态下电池模组放电下的温度分布,设计并优化了水冷散热结构,最后试制了样品。通过实验,研究了水流量和水温的改变对散热性能的影响,发现了水温的改变能够较为明显的改善电池模块的散热效果。
【图文】：

车型,电动汽车

1.2 纯电动汽车综述1.2.1 国内外纯电动汽车发展现状虽然目前市场上内燃机汽车的保有量远高于电动汽车的数量，但是电动汽车的历却比现在最常见的内燃机驱动的汽车的历史要早。1859 年，葛斯顿·普兰特发明了可次充电循环使用的铅酸电池。后来在美国，随着内燃机技术的发展以及石油的快速开使用，在 20 世纪 20 年代以后电动汽车渐渐地失去了优势没有了市场。直到 1973 年，石油危机使得各国开始寻找能够代替石油的其他清洁能源，因此政治经济方面考虑，电动汽车又迎来了一次大发展。到 20 世纪 90 年代，环境问题逐突出，燃油汽车气体排放污染问题使得全球的环境遭到了不可恢复的破坏，，因此，几是零污染的纯电动汽车又一次迎来了机遇。在 1996 年，GM 通用公司推出了 EV1 电汽车，最高时速 128km/h，而这款车也成为了当时的经典车型，图 1.2 为 EV1 车型。

特斯拉,车型

最高时速 128km/h，而这款车也成为了当时的经典车型，图 1.2 为 EV1 车型。目前在新能源汽车领域内，特斯拉可以说是横空出世的一款明星品牌。特斯拉首款电动汽车 Roadster 于 2008 年 2 月下线，据相关机构测评分析，它单次充电续航里程达到了 320 公里以上，0 至 60 英里加速时间仅为 3.7 秒。到了 2012 年，特斯拉 ModelS 上市，它的最大功率达到了 85kw·h，每充一次电分别能够行驶 480km。图 1.3 为特斯拉主要车型 roadster（左图）和 Model S（右图）。图 1.2 GM 的 EV1 车型
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】