多物理场下动力电池包结构的可靠性设计优化

发布时间：2024-02-15 10:03

　　随着环境问题和能源短缺的日益加重,电动汽车的发展得到政府和社会的大力支持。电动汽车的核心部件是动力电池包,动力电池包在正常行驶工况下面临热学和力学物理场的作用,因此非常有必要对动力电池包的结构进行研究,保证能量系统处于合适的工作环境,对保证电动汽车安全性和可靠性具有重要意义。本文主要针对多物理场下动力电池包结构进行研究并提出优化设计,电池包结构从使用逻辑上来说可分为散热结构(即通常所述热管理系统)和机械结构,分别对应热学物理场和力学物理场,本文从这两个方面出发,具体如下:1.动力电池包散热结构研究:根据动力电池包内部的环境以及电池的温度特性,提出一种基于新型流道液冷板的散热结构。以多排布置的方形锂离子电池组为研究对象,借鉴Bernardi生热速率模型,运用Flotherm有限元分析软件建立液冷式锂离子电池组散热结构的CFD仿真模型,通过调节液冷板的结构参数与冷却液流速,对该散热结构的性能进行了研究。最后,以电池模组最高温度和最大温差为可靠性约束问题,以散热结构中液冷板的质量最小为优化目标,进行优化设计,液冷板的质量从1.828kg减小到0.832kg。研究结果表明,该散热结构具有足够的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２锂离子电池反应原理图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｂａｔｔｅｒｙ??

中南林业科技大学硕士学位论文?多物理场下动力电池包结构的可靠性设计优化??正极材料通常由锂的活性化合物组成，一般使用锂合金金属氧化物为正极材料，??负极则是特殊分子结构的碳。充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释??出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中；放电时，锂离子....

图１．３车载风扇风冷示意图??

有效提高动??力电池包的安全性与使用寿命。对电池包散热结构的研究，也即指对电池包热管??理系统的研究。目前，动力电池包的热管理方式主要有：空气冷却、液体冷却、??相变材料冷却和热管冷却，以及以上两种或两种方式以上的耦合冷却方式。??１）空气冷却散热方式??空气冷却散热以空气为冷却....

图１．５相变材料电池组组成结构示意图??

料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。物理??状态转变的过程称之为相变，相变过程中会吸收或放出大量的热量。相变材料能??够起到热缓冲的作用，当锂电池温度过高时，能够发生相变吸走大量的热量，使??得电池温度下降；当锂电池温度降低时，又能够发生相变反应放出热量，达到....

图１．６热管传热原理示意图??Ｆｉｇｕｒｅ！?．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ｐｉｐｅ?ｈｅａｔ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ??

中南林业科技大学硕士学位论文?多物理场下动力电池包结构的可靠性设计优化??麵她士？人？?热量释放??液态介质??蒸发吸热??／热量释放??＼＼＇■质冷Ｗ热??热Ｍ吸收??图１．６热管传热原理示意图??Ｆｉｇｕｒｅ！?．６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｅａｔ?ｐｉｐ....

本文编号：3899576