车用动力电池组液冷温控系统结构设计及控制策略研究
发布时间：2022-07-09 20:55
面临能源短缺和环境污染等诸多挑战,汽车工业正在经历“电动化”的变革。具有零碳排放特点的纯电动汽车广受市场的欢迎,也是当前新能源汽车研究的重点领域。但纯电动车型大规模推广却面临着充电时间长和续驶里程短的两大难题,在动力电池的研发和制造技术没有重大突破的情况下,合理高效的动力电池组热管理系统是延长单次充电续驶里程、确保纯电动汽车安全运行的关键。本文的主要研究对象是车用动力电池组的热管理系统,主要研究内容是基于热管理系统关键部件功能的结构设计和基于其工作特性的控制策略制定。本文首先调查分析了电池组热管理技术的研究现状和发展趋势,在梳理和分析当前主流电池组散热方式的基础上,设计了一种协同车载空调包含动力电池组和乘员舱的集成式热管理系统,将动力电池组和乘员舱的热管理纳入到同一个体系中,并通过仿真模拟和实验验证的方式证明了该方案设计的合理性和现实可行性。在具体的研究过程中,本文在分析了动力电池和乘员舱的生热机理后,根据其生热特性分别计算了各自的散热需求,在分析车载空调系统制冷原理的基础上,依据动力电池组和乘员舱的热负荷,对空调系统的关键部件进行了选型和匹配。在对比目前主流电池组散热方式的优缺点后,...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 新能源汽车的产业发展现状
1.3 动力电池组及其热管理系统的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 电动车热管理系统关键部件及其工作特性
2.1 动力电池组的生热机理及生热量计算
2.1.1 锂离子电池的生热机理
2.1.2 锂离子电池性能参数的温度特性
2.1.3 动力电池组的生热量计算
2.2 乘员舱的温升机理及散热需求计算
2.2.1 乘员舱的温升机理
2.2.2 乘员舱的散热需求计算
2.3 车载高压用电系统的热管理
2.4 车载空调系统的匹配设计
2.4.1 新能源车载空调系统
2.4.2 车载空调系统的关键部件
2.4.3 空调系统关键部件的选型和匹配
2.5 本章小结
第3章 动力电池组液冷温控系统结构设计及控制策略
3.1 动力电池组温控系统的结构设计
3.1.1 动力电池组散热方式的对比选择
3.1.2 动力电池组液冷温控系统的结构设计
3.2 动力电池组液冷温控系统的控制策略
3.2.1 动力电池组的温度控制策略
3.2.2 乘员舱的温度控制策略
3.3 本章小结
第4章 动力电池组液冷温控系统联合建模与仿真分析
4.1 动力电池组液冷温控系统仿真模型的搭建
4.1.1 模型热物理特性及整车工况的定义
4.1.2 乘员舱模型
4.1.3 车载空调系统模型
4.1.4 电池组液冷温控回路模型
4.1.5 温度控制策略模型
4.2 液冷温控模型的仿真结果分析
4.2.1 动力电池组的仿真温控结果分析
4.2.2 乘员舱的仿真温控结果分析
4.3 本章小结
第5章 动力电池组液冷温控系统实验研究
5.1 实验目的
5.2 动力电池组液冷温控系统实验台架的搭建
5.2.1 空调系统的安装与调试
5.2.2 液冷温控系统实验台架的组装
5.2.3 实验台架的温度控制程序
5.2.4 实验数据的记录
5.3 实验台架性能测试与结果分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某乘用车的乘员舱热舒适性分析与研究[J]. 黎炯,廖抒华,陆润明. 汽车零部件. 2019(01)
[2]动力电池组风冷散热系统优化分析[J]. 陈俊宇,于兰英,王国志. 电源技术. 2019(01)
[3]相变材料和液冷耦合散热的锂电池热管理研究[J]. 姜贵文,李敬会,黄菊花,曹铭,刘明春. 电源技术. 2018(10)
[4]浸没式相变冷却研究综述[J]. 熊世明,王艺涵,周天骏,霍文杰,王晨,张程宾. 建筑热能通风空调. 2018(08)
[5]大功率变流装置IGBT模块冷却性能分析研究[J]. 王雷,杨璐,李守蓉. 电力电子技术. 2018(08)
[6]乘员表面温度分布和乘员舱热舒适性的模拟[J]. 周胜,付海明. 汽车工程. 2018(07)
[7]新能源汽车动力电池研究现状[J]. 张惠泽. 通信电源技术. 2018(07)
[8]电动空调在汽车领域的运用[J]. 秦晶. 科技风. 2017(13)
[9]空调蒸发器性能影响因素的试验研究[J]. 张建华,邵艳坡. 家用电器. 2017(03)
[10]车用空调压缩机选择与速比匹配[J]. 孙强,曹皇亲,吕慧. 汽车实用技术. 2016(04)
博士论文
[1]动力锂离子电池系统热管理研究[D]. 陈大分.北京交通大学 2017
[2]纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究[D]. 李哲.清华大学 2011
硕士论文
[1]磷酸铁锂电池管理系统的研究[D]. 李朝政.南昌航空大学 2018
[2]纯电动客车三电系统选型设计及其热管理分析[D]. 胡杰.吉林大学 2018
[3]锂离子动力电池组热管理系统设计[D]. 吕思宇.哈尔滨理工大学 2018
[4]基于风冷散热的电动汽车电池组热模型与温度控制研究[D]. 茹敬佩.吉林大学 2017
[5]基于液冷的纯电动汽车锂电池热管理研究[D]. 薛超坦.吉林大学 2017
[6]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
[7]锂离子动力电池热分析及散热优化[D]. 郭立刚.长安大学 2016
[8]动力电池组热管冷却系统传热特性分析[D]. 王小平.吉林大学 2016
[9]锂离子动力电池组液冷结构设计及散热性能分析[D]. 李存俊.合肥工业大学 2016
[10]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
本文编号：3657801
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 本文研究背景及意义
1.2 新能源汽车的产业发展现状
1.3 动力电池组及其热管理系统的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 电动车热管理系统关键部件及其工作特性
2.1 动力电池组的生热机理及生热量计算
2.1.1 锂离子电池的生热机理
2.1.2 锂离子电池性能参数的温度特性
2.1.3 动力电池组的生热量计算
2.2 乘员舱的温升机理及散热需求计算
2.2.1 乘员舱的温升机理
2.2.2 乘员舱的散热需求计算
2.3 车载高压用电系统的热管理
2.4 车载空调系统的匹配设计
2.4.1 新能源车载空调系统
2.4.2 车载空调系统的关键部件
2.4.3 空调系统关键部件的选型和匹配
2.5 本章小结
第3章 动力电池组液冷温控系统结构设计及控制策略
3.1 动力电池组温控系统的结构设计
3.1.1 动力电池组散热方式的对比选择
3.1.2 动力电池组液冷温控系统的结构设计
3.2 动力电池组液冷温控系统的控制策略
3.2.1 动力电池组的温度控制策略
3.2.2 乘员舱的温度控制策略
3.3 本章小结
第4章 动力电池组液冷温控系统联合建模与仿真分析
4.1 动力电池组液冷温控系统仿真模型的搭建
4.1.1 模型热物理特性及整车工况的定义
4.1.2 乘员舱模型
4.1.3 车载空调系统模型
4.1.4 电池组液冷温控回路模型
4.1.5 温度控制策略模型
4.2 液冷温控模型的仿真结果分析
4.2.1 动力电池组的仿真温控结果分析
4.2.2 乘员舱的仿真温控结果分析
4.3 本章小结
第5章 动力电池组液冷温控系统实验研究
5.1 实验目的
5.2 动力电池组液冷温控系统实验台架的搭建
5.2.1 空调系统的安装与调试
5.2.2 液冷温控系统实验台架的组装
5.2.3 实验台架的温度控制程序
5.2.4 实验数据的记录
5.3 实验台架性能测试与结果分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某乘用车的乘员舱热舒适性分析与研究[J]. 黎炯,廖抒华,陆润明. 汽车零部件. 2019(01)
[2]动力电池组风冷散热系统优化分析[J]. 陈俊宇,于兰英,王国志. 电源技术. 2019(01)
[3]相变材料和液冷耦合散热的锂电池热管理研究[J]. 姜贵文,李敬会,黄菊花,曹铭,刘明春. 电源技术. 2018(10)
[4]浸没式相变冷却研究综述[J]. 熊世明,王艺涵,周天骏,霍文杰,王晨,张程宾. 建筑热能通风空调. 2018(08)
[5]大功率变流装置IGBT模块冷却性能分析研究[J]. 王雷,杨璐,李守蓉. 电力电子技术. 2018(08)
[6]乘员表面温度分布和乘员舱热舒适性的模拟[J]. 周胜,付海明. 汽车工程. 2018(07)
[7]新能源汽车动力电池研究现状[J]. 张惠泽. 通信电源技术. 2018(07)
[8]电动空调在汽车领域的运用[J]. 秦晶. 科技风. 2017(13)
[9]空调蒸发器性能影响因素的试验研究[J]. 张建华,邵艳坡. 家用电器. 2017(03)
[10]车用空调压缩机选择与速比匹配[J]. 孙强,曹皇亲,吕慧. 汽车实用技术. 2016(04)
博士论文
[1]动力锂离子电池系统热管理研究[D]. 陈大分.北京交通大学 2017
[2]纯电动汽车磷酸铁锂电池性能研究[D]. 李哲.清华大学 2011
硕士论文
[1]磷酸铁锂电池管理系统的研究[D]. 李朝政.南昌航空大学 2018
[2]纯电动客车三电系统选型设计及其热管理分析[D]. 胡杰.吉林大学 2018
[3]锂离子动力电池组热管理系统设计[D]. 吕思宇.哈尔滨理工大学 2018
[4]基于风冷散热的电动汽车电池组热模型与温度控制研究[D]. 茹敬佩.吉林大学 2017
[5]基于液冷的纯电动汽车锂电池热管理研究[D]. 薛超坦.吉林大学 2017
[6]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
[7]锂离子动力电池热分析及散热优化[D]. 郭立刚.长安大学 2016
[8]动力电池组热管冷却系统传热特性分析[D]. 王小平.吉林大学 2016
[9]锂离子动力电池组液冷结构设计及散热性能分析[D]. 李存俊.合肥工业大学 2016
[10]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
本文编号：3657801
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