基于热管的汽车磷酸铁锂动力电池热管理研究

发布时间：2023-01-12 20:30

　　新能源汽车在缓解日益关注的能源问题和环境污染问题上相较于传统燃油车更具有发展和推广价值。动力电池作为新能源汽车主力军-电动汽车动力系统的核心部件之一,其安全性直接影响电动汽车的整车性能。动力电池在放电过程中产生的大量热量若不能及时有效散发,会使动力电池的温度快速上升,过高的温度不仅影响动力电池的工作性能和循环寿命,还可能会使动力电池发生自燃甚至爆炸。为提高动力电池工作时的安全性,需对动力电池进行有效的热管理。本文采用具有高效传热能力的平板热管（FHP）作为电池热量散发的传热路径,散热元件为翅片,研究动力电池散热路径上的热量传递规律和效果。首先进行了国内外汽车动力电池热安全、电池热管理（BTM）及热管的研究状况分析。接着在分析汽车方形磷酸铁锂（LiFePO₄,LFP）动力电池的工作原理及结构特征后进行了方案设计。建立方形LFP动力电池的产热模型和一维非稳态传热模型,利用差分法求解一维非稳态传热方程的数值解,仿真出LFP动力电池放电时的温度特征。随后阐述了热管的传热性能以及翅片的散热机理,建立FHP-翅片散热模型,并将FHP-翅片散热模型作为传热方程的边界条件,仿真出... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 汽车动力电池及其热安全
    1.2 汽车动力电池热管理
        1.2.1 以空气为介质的BTM
        1.2.2 以液体为介质的BTM
        1.2.3 基于相变传热的BTM
    1.3 热管及其应用
    1.4 本文的研究意义及研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第2章 FHPBTM方案设计
    2.1 方形LFP动力电池
        2.1.1 LFP动力电池工作原理
        2.1.2 LFP动力电池结构特征
    2.2 热管
        2.2.1 热管的基本原理
        2.2.2 热管的基本特征
    2.3 FHPBTM方案
    2.4 本章小结
第3章 汽车LFP动力电池热特性
    3.1 LFP动力电池温度特性
        3.1.1 LFP动力电池产热机理
        3.1.2 LFP动力电池内部传热机理
        3.1.3 传热模型的求解条件
    3.2 一维非稳态传热方程数值解方法
    3.3 LFP动力电池放电温度分布
        3.3.1 仿真参数设置
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第4章 FHP-翅片的传热分析
    4.1 热管的传热性能
        4.1.1 热管的极限功率
        4.1.2 热管的热阻
        4.1.3 热管的选型
    4.2 FHP-翅片散热分析
        4.2.1 翅片传热模型
        4.2.2 FHP-翅片散热模型
    4.3 FHPBTM下的电池壁面温度
        4.3.1 仿真参数设置
        4.3.2 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第5章 实验研究
    5.1 实验台架和设备介绍
        5.1.1 实验台架
        5.1.2 艾德克斯电子仪器设备
        5.1.3 温度采集显示存储软硬件
    5.2 FHP性能实验
        5.2.1 FHP热阻实验原理
        5.2.2 实验结果分析
    5.3 LFP动力电池放电实验
        5.3.1电池内阻测试实验
        5.3.2 LFP单体放电实验
        5.3.3 LFP电池组放电实验
    5.4 FHPBTM实验
        5.4.1 实验准备和实施
        5.4.2 实验结果分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果



本文编号：3730408