大功率充电状态下电池组液冷系统冷却影响因素分析

发布时间：2023-04-30 06:03

　　随着经济的不断发展,纯电动乘用车行驶里程不断提升,为了适应该发展趋势,大功率充电成为未来的一种重要的电动汽车充电形式。而大功率充电会给车辆设计、动力电池性能等带来一系列挑战。大功率充电过程中,动力电池产热显著提升,导致电池温升明显,存在严重安全隐患。因此,需要在大功率充电条件下对电池产热特性进行研究,建立电池产热模型对电池的温度进行准确估计,从而为电池热管理系统的设计提供理论指导。本文以大容量30Ah磷酸铁锂(LiFePO₄,LFP)软包电池作为研究的对象,首先对其进行性能测试与参数估计,而后通过电池充电温升实验对不同充电倍率条件下的LFP电池的产热特性进行探究,分析大功率充电条件下LFP电池产热规律,并在实验的基础上利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件建立仿真模型,模拟电池在大功率充电条件下的温度变化情况。随后利用实验所得温升情况对产热模型的准确性进行验证。在此基础上,构建了电池组液体冷却模型,开展不同充电倍率下的电池组冷却系统影响因素影响规律的分析,主要考虑到冷却液入口流速以及冷却沟道结构对于电池组温升的影响。实验结果表明,大功率充电条件...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 产热模型研究现状
        1.2.2 大功率充电研究现状
        1.2.3 热管理系统研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第2章 锂离子电池产热的机理与模型
    2.1 锂离子电池特点及分类
    2.2 锂离子电池工作原理
    2.3 锂离子电池传热机理
    2.4 锂离子电池产热模型
    2.5 本章小结
第3章 锂离子动力电池电热参数实验研究
    3.1 实验对象与实验设备
    3.2 锂离子电池基本电特性实验
        3.2.1 容量测试实验
        3.2.2 脉冲功率(HPPC)测试实验
        3.2.3 开路电压
    3.3 锂离子电池热参数辨识
        3.3.1 电池的熵热系数
        3.3.2 电池的对流换热系数
        3.3.3 电池导热系数与比热容
    3.4 本章小结
第4章 电池产热模型建立与充电实验研究
    4.1 模型理论基础
        4.1.1 有限元分析方法
        4.1.2 计算流体力学
    4.2 电池产热模型建立
        4.2.1 一维电化学模型
        4.2.2 三维产热模型
        4.2.3 单体电池几何模型
    4.3 不同倍率下电池充电实验
        4.3.1 电池充电实验设计
        4.3.2 不同充电倍率电池温升情况
        4.3.3 不同充电倍率电池充电状态
    4.4 模型验证
    4.5 本章小结
第5章 电池组液冷系统影响因素分析
    5.1 电池组结构设计与仿真
    5.2 冷却系统影响因素分析
        5.2.1 无冷却条件下电池组温度分布
        5.2.2 冷却液流速对冷却效果影响
        5.2.3 冷却沟道尺寸对冷却效果布影响
    5.3 不同充电倍率下电池组温度分布
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果
致谢



本文编号：3806576