外环境载荷下车用动力电池包的热—湿特性研究
发布时间：2021-02-17 07:03
电动汽车动力电池的使用寿命和安全性能除了受到电化学、热及机械安全性的影响,还要承受湿带来的问题。解决锂离子动力电池及电池包热和湿的安全性问题,提升其在外环境作用下的工作适应性对确保电动汽车的使用安全性至关重要。但目前关于动力电池及电池包的湿度安全性研究几乎处于空白,温湿度耦合方面的研究更是不足,因此开展车用动力电池包热-湿特性研究具有重大意义。论文从外环境和动力电池包综合系统的湿热特性出发,建立了动力电池包的温湿度耦合模型,结合热特性及湿特性两部分,通过相关的试验和仿真分析了温湿度耦合特性对动力电池及电池包的影响,从而研究车用动力电池包在实际工作环境条件下的温湿度分布规律及安全性问题。根据外环境和动力电池包的湿热特性系统,分析了外环境与电池包之间的传热特性及传湿特性。通过分析动力电池的微环境,主要包括动力电池的工作原理及电池包的呼吸效应等,接着建立并推导了动力电池包温湿度耦合模型的数值方法,为下一步开展动力电池温湿度性能分析及试验提供了理论依据。为了研究锂离子动力电池的热特性,以方形三元锂离子电池单体为试验样本,首先通过试验获取了动力电池基本参数,包括电池标准容量和电阻参数。设计锂离子...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景与意义
1.2 动力电池包的热-湿安全性研究现状
1.2.1 动力电池包的安全性设计
1.2.2 动力电池的热安全性研究
1.2.3 动力电池的湿安全性研究
1.2.4 目前存在的不足和问题
1.3 课题来源主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第二章 外环境-动力电池包综合系统的湿热特性模型
2.1 前言
2.2 汽车及动力电池包的外环境分析
2.2.1 外环境的传热特性
2.2.2 外环境的传湿特性
2.3 动力电池包的微环境分析
2.3.1 动力电池的产热及散热机理
2.3.2 防水透气膜的应用
2.3.3 电池包的呼吸效应
2.3.4 电池包的凝露现象
2.4 动力电池包的温湿度耦合模型建立
2.4.1 电池包温湿度耦合模型的建模思路
2.4.2 电池包内外部耦合关系
2.4.3 电池包温湿度耦合模型的数值方法
2.5 本章小结
第三章 动力电池的热模型及其动态热特性分析
3.1 前言
3.2 动力电池参数识别试验
3.2.1 试验电池及设备
3.2.2 试验分析
3.3 动力电池瞬态热模型建立
3.3.1 电池建模原理
3.3.2 电池模型建立
3.3.3 电池生热功率的确定
3.4 动力电池温升特性试验研究
3.4.1 电池温升试验
3.4.2 试验结果分析
3.4.3 仿真与试验验证
3.5 动力电池动态热特性分析
3.5.1 不同放电倍率下电池温升的变化情况
3.5.2 不同放电倍率下电池生热速率的变化情况
3.5.3 不同放电倍率下电池端电压变化情况
3.5.4 不同环境温度下电池温升的变化情况
3.6 本章小结
第四章 动力电池单体及电池包的湿特性试验分析
4.1 前言
4.2 电池单体的浸泡试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验布置
4.2.3 试验方法
4.3 电池单体的浸泡试验结果分析
4.3.1 电池外观变化
4.3.2 电压特性变化
4.4 动力电池包湿度扩散试验
4.4.1 试验目的
4.4.2 试验布置
4.4.3 试验方法
4.5 电池包湿度扩散试验结果分析
4.5.1 仿真参数的确定
4.5.2 试验结果与仿真结果对比分析
4.6 本章小结
第五章 外环境载荷下动力电池包温湿度变化规律研究
5.1 前言
5.2 外环境载荷采集试验
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验准备
5.2.3 试验过程
5.3 采集试验结果分析
5.3.1 试验车辆及电池包的主要环境载荷
5.3.2 试验车辆及电池包的表面温度及相对湿度
5.4 外环境载荷下电池包的温湿度耦合仿真模型
5.4.1 电池包的几何模型
5.4.2 环境属性及材料属性的确定与加载
5.4.3 求解器设置、边界条件和初始条件
5.5 结果分析
5.5.1 电池包的温度变化情况
5.5.2 电池包的相对湿度变化情况
5.6 本章小结
总结与展望
论文总结
研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3037626
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景与意义
1.2 动力电池包的热-湿安全性研究现状
1.2.1 动力电池包的安全性设计
1.2.2 动力电池的热安全性研究
1.2.3 动力电池的湿安全性研究
1.2.4 目前存在的不足和问题
1.3 课题来源主要研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 主要研究内容
第二章 外环境-动力电池包综合系统的湿热特性模型
2.1 前言
2.2 汽车及动力电池包的外环境分析
2.2.1 外环境的传热特性
2.2.2 外环境的传湿特性
2.3 动力电池包的微环境分析
2.3.1 动力电池的产热及散热机理
2.3.2 防水透气膜的应用
2.3.3 电池包的呼吸效应
2.3.4 电池包的凝露现象
2.4 动力电池包的温湿度耦合模型建立
2.4.1 电池包温湿度耦合模型的建模思路
2.4.2 电池包内外部耦合关系
2.4.3 电池包温湿度耦合模型的数值方法
2.5 本章小结
第三章 动力电池的热模型及其动态热特性分析
3.1 前言
3.2 动力电池参数识别试验
3.2.1 试验电池及设备
3.2.2 试验分析
3.3 动力电池瞬态热模型建立
3.3.1 电池建模原理
3.3.2 电池模型建立
3.3.3 电池生热功率的确定
3.4 动力电池温升特性试验研究
3.4.1 电池温升试验
3.4.2 试验结果分析
3.4.3 仿真与试验验证
3.5 动力电池动态热特性分析
3.5.1 不同放电倍率下电池温升的变化情况
3.5.2 不同放电倍率下电池生热速率的变化情况
3.5.3 不同放电倍率下电池端电压变化情况
3.5.4 不同环境温度下电池温升的变化情况
3.6 本章小结
第四章 动力电池单体及电池包的湿特性试验分析
4.1 前言
4.2 电池单体的浸泡试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验布置
4.2.3 试验方法
4.3 电池单体的浸泡试验结果分析
4.3.1 电池外观变化
4.3.2 电压特性变化
4.4 动力电池包湿度扩散试验
4.4.1 试验目的
4.4.2 试验布置
4.4.3 试验方法
4.5 电池包湿度扩散试验结果分析
4.5.1 仿真参数的确定
4.5.2 试验结果与仿真结果对比分析
4.6 本章小结
第五章 外环境载荷下动力电池包温湿度变化规律研究
5.1 前言
5.2 外环境载荷采集试验
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验准备
5.2.3 试验过程
5.3 采集试验结果分析
5.3.1 试验车辆及电池包的主要环境载荷
5.3.2 试验车辆及电池包的表面温度及相对湿度
5.4 外环境载荷下电池包的温湿度耦合仿真模型
5.4.1 电池包的几何模型
5.4.2 环境属性及材料属性的确定与加载
5.4.3 求解器设置、边界条件和初始条件
5.5 结果分析
5.5.1 电池包的温度变化情况
5.5.2 电池包的相对湿度变化情况
5.6 本章小结
总结与展望
论文总结
研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3037626
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