电动微耕机电池组温度场研究与风冷散热仿真分析
发布时间：2022-08-04 10:44
我国丘陵山地面积占全国耕地面积的2/3以上,现阶段地块狭小且分散,不能满足大中型机械进行田间作业和转移的条件,微耕机成为丘陵山区不可缺少的农业机械。蓄电池电动微耕机体积小、重量轻、好操作、振动小而且没有废气污染,在茶园和温室大棚等对环境要求较高的农业作业中优势明显,蓄电池电动微耕机使用电池组提供动力,对其电池组进行热管理对保证其安全性、使用寿命和充放电效率非常重要,尤其面向于南方丘陵山区、耕深较大且需要在夏天工作的蓄电池电动微耕机生热更加严重,若不及时进行散热,不仅会使电动微耕机电池组遭到破坏,还存在着热失控、爆炸等安全隐患,因此对电动微耕机电池组进行散热对增加电动微耕机电池组使用寿命,保证使用者人身财产安全具有重要意义。本文针对已研制出的面向于西南丘陵山区且耕深大于10cm的蓄电池电动微耕机的锂离子电池组,使用理论分析、ANSYS Workbench瞬态热仿真、CFD仿真和实验验证相结合的方法,研究了该锂离子电池组的生热情况,提出了一种主动式风冷散热方案并对其进行了仿真分析,主要工作及结论如下:（1）对单体电池的内阻特性进行了实验测试,得到电池在不同环境温度及不同SOC时的内阻数据,...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 微耕机发展概述
1.2 电池热管理国内外研究现状
第2章 绪论
2.1 背景与意义
2.2 研究内容
2.3 技术路线
第3章 锂离子电池热特性分析
3.1 锂离子电池结构及工作原理
3.1.1 锂离子电池组成结构
3.1.2 锂离子电池工作原理
3.2 锂离子电池生热及传热机理
3.2.1 锂离子电池生热机理
3.2.2 锂离子电池传热机理
3.3 温度对锂离子电池性能的影响
3.3.1 温度对锂离子电池放电容量的影响
3.3.2 温度对锂离子电池循环寿命的影响
3.4 本章小结
第4章 锂离子单体电池温度场仿真与实验验证
4.1锂电池单体电池内阻特性实验
4.1.1 实验设备
4.1.2 锂离子电池内阻测试
4.2 锂离子单体电池热模型建立
4.2.1 锂离子电池三维模型的建立及网格划分
4.2.2 锂离子单体电池热物性参数计算
4.2.3 锂离子单体电池生热速率计算
4.3 锂离子单体电池温度场仿真
4.3.1 不同放电倍率下锂离子单体电池温度场仿真
4.3.2 不同环境温度下锂离子单体电池温度场仿真
4.4 锂离子单体电池温升特性实验
4.4.1 不同放电倍率下锂离子单体电池的温升试验
4.4.2 不同环境温度下锂离子电池放电温升试验
4.5 锂离子单体电池仿真模型验证
4.6 本章小结
第5章 锂离子电池组温度场仿真与实验验证
5.1 锂离子电池组三维模型的建立及网格划分
5.2 锂离子电池组生热模型实验验证
5.2.1 实验设备
5.2.2 实验过程与结果
5.3 锂离子电池组在不同条件下放电温升
5.3.1 锂离子电池组在不同放电倍率下的温升
5.3.2 锂离子电池组在不同环境温度下的温升
5.4 实际工作条件下锂离子电池组放电电流测试
5.4.1 实验设备及原理
5.4.2 实际电流实验方案及过程
5.4.3 实际电流实验结果及处理
5.5 实际工况下电池温升情况
5.6 本章小结
第6章 锂离子电池组散热系统仿真分析
6.1 CFD理论分析
6.2 主动式风冷散热方案仿真模型的建立
6.3 不同散热因素对散热效果的影响分析
6.3.1 入口风速对电池散热性能的影响
6.3.2 排列方式对散热效果的影响
6.3.3 电池间距对散热效果的影响
6.3.4 出入风口相对位置对散热效果的影响
6.4 散热方案中主要因素取值范围的确定
6.4.1 因子水平及编码的确定
6.4.2 编制试验方案和计算分析表
6.4.3 试验结果检验与分析
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
发表论文与参与课题
本文编号：3669397
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 微耕机发展概述
1.2 电池热管理国内外研究现状
第2章 绪论
2.1 背景与意义
2.2 研究内容
2.3 技术路线
第3章 锂离子电池热特性分析
3.1 锂离子电池结构及工作原理
3.1.1 锂离子电池组成结构
3.1.2 锂离子电池工作原理
3.2 锂离子电池生热及传热机理
3.2.1 锂离子电池生热机理
3.2.2 锂离子电池传热机理
3.3 温度对锂离子电池性能的影响
3.3.1 温度对锂离子电池放电容量的影响
3.3.2 温度对锂离子电池循环寿命的影响
3.4 本章小结
第4章 锂离子单体电池温度场仿真与实验验证
4.1锂电池单体电池内阻特性实验
4.1.1 实验设备
4.1.2 锂离子电池内阻测试
4.2 锂离子单体电池热模型建立
4.2.1 锂离子电池三维模型的建立及网格划分
4.2.2 锂离子单体电池热物性参数计算
4.2.3 锂离子单体电池生热速率计算
4.3 锂离子单体电池温度场仿真
4.3.1 不同放电倍率下锂离子单体电池温度场仿真
4.3.2 不同环境温度下锂离子单体电池温度场仿真
4.4 锂离子单体电池温升特性实验
4.4.1 不同放电倍率下锂离子单体电池的温升试验
4.4.2 不同环境温度下锂离子电池放电温升试验
4.5 锂离子单体电池仿真模型验证
4.6 本章小结
第5章 锂离子电池组温度场仿真与实验验证
5.1 锂离子电池组三维模型的建立及网格划分
5.2 锂离子电池组生热模型实验验证
5.2.1 实验设备
5.2.2 实验过程与结果
5.3 锂离子电池组在不同条件下放电温升
5.3.1 锂离子电池组在不同放电倍率下的温升
5.3.2 锂离子电池组在不同环境温度下的温升
5.4 实际工作条件下锂离子电池组放电电流测试
5.4.1 实验设备及原理
5.4.2 实际电流实验方案及过程
5.4.3 实际电流实验结果及处理
5.5 实际工况下电池温升情况
5.6 本章小结
第6章 锂离子电池组散热系统仿真分析
6.1 CFD理论分析
6.2 主动式风冷散热方案仿真模型的建立
6.3 不同散热因素对散热效果的影响分析
6.3.1 入口风速对电池散热性能的影响
6.3.2 排列方式对散热效果的影响
6.3.3 电池间距对散热效果的影响
6.3.4 出入风口相对位置对散热效果的影响
6.4 散热方案中主要因素取值范围的确定
6.4.1 因子水平及编码的确定
6.4.2 编制试验方案和计算分析表
6.4.3 试验结果检验与分析
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
致谢
发表论文与参与课题
本文编号：3669397
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