电动汽车动力电池热管理液冷系统设计

发布时间：2024-07-07 06:12

　　十九大报告指出新时代我国社会的主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。而随着人们生活水平的提升,人们对汽车的需求激增,近年来环境污染与能源紧缺的问题日益突出,为了使汽车采用更加清洁的能源,问世于19世纪的电动汽车得到了人们的青睐,并得到了大力的发展。然而,电动汽车的关键技术难题是其核心部件动力电池,动力电池的能量密度、循环寿命、使用性能等等都制约着电动汽车的性能,影响着电动汽车发展和应用。而影响动力电池性能的决定性因素是其工作时的温度,当动力电池长时间在过低或过高温度下工作时,其化学性能、使用寿命和续航里程都会大幅下降,严重时甚至会发生热失控,导致电动汽车起火。因此,对动力(锂离子)电池模组的热管理进行研究具有重要理论和现实意义,其中热管流道结构研究对温度控制和温度一致性具有关键性影响。本文以磷酸铁锂电池为研究对象,采用液冷系统散热方式;根据动力电池的工作原理和传热特性,建立电池热模型,并对电池模组的温度场进行仿真计算;针对冷却板结构、尺寸以及位置分布对电池模组的温度影响进行研究,通过实验与理论分析对比验证其散热效果的有效性,在此基础上设计了一种可有...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 动力电池—锂离子电池
        1.2.1 锂离子电池的分类与发展前景
        1.2.2 锂离子电池在汽车领域的应用
    1.3 动力电池热管理系统研究
        1.3.1 电池热管理系统的功能
        1.3.2 电池热管理系统分类
    1.4 动力电池热模型研究现状
    1.5 论文的主要研究内容
    1.6 本章小结
2 锂离子电池的基本特性和热物性参数计算
    2.1 锂离子电池的结构与工作原理
        2.1.1 锂离子电池的结构
        2.1.2 锂离子电池的工作原理
    2.2 锂离子电池的生热机理
    2.3 锂离子电池的传热特性
    2.4 锂离子电池的内阻特性与测定
        2.4.1 锂离子电池的内阻特性
        2.4.2 磷酸铁锂电池的内阻测定
    2.5 锂离子电池热物性参数计算
    2.6 本章小结
3 锂离子电池组液冷系统建模与仿真
    3.1 电池包概述
    3.2 计算流体力学的基础理论
        3.2.1 CFD概述
        3.2.2 CFD的控制方程组
        3.2.3 CFD在电池热分析中的应用
    3.3 动力电池模组的仿真
        3.3.1 锂离子电池模组散热模型
        3.3.2 有限元分析模型网格划分
        3.3.3 电池模组仿真参数设置
        3.3.4 仿真结果分析
    3.4 本章小结
4 液冷系统冷却板设计与研究
    4.1 冷却板的选型理论
    4.2 冷却板的基本模型
    4.3 冷却板结构因素对温度场的影响
        4.3.1 流道类型对温度场的影响
        4.3.2 流道出口宽度对温度场的影响
        4.3.3 冷却液进口质量流量对温度场的影响
        4.3.4 新型流道变结构与传统流道结构的比较分析
    4.4 冷却板对称性对温度场的影响
        4.4.1 冷却板流道对称性的影响
        4.4.2 冷却板安装位置对称性的影响
    4.5 本章小结
5 液冷系统的实验研究
    5.1 热管理液冷系统实验方案设计
    5.2 热管理液冷系统实验器件选型
        5.2.1 水泵
        5.2.2 温度传感器
        5.2.3 开发板
    5.3 热管理液冷系统实验
        5.3.1 新型冷却板性能实验研究
        5.3.2 冷却板对称性实验研究
        5.3.3 热管理液冷系统控制策略的评估
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文总结与创新
        6.1.1 论文总结
        6.1.2 论文创新
    6.2 展望
参考文献
附录A (攻读学位期间的主要学术成果)
致谢



本文编号：4003275