电池热管理系统结构设计及其优化

发布时间：2024-04-10 04:56

　　新能源汽车在近几年有了长足的发展,电动车销量每年都在不断上升,但是伴随着电动车的运行期间,各类安全问题也日益凸显,尤其是因为电池过热造成的安全事故。电池作为新能源汽车的动力源,电池充放电性能的优劣直接影响车辆的运行。电池的工作环境对温度要求较为严苛。温度超过50℃会影响电池内部化学反应,温度低于15℃会影响电池的充放电,因此需要对电池进行热管理,保证电池工作在合理的温度范围,充分发挥电池的工作性能。本文提出了一种新型液冷热管理系统并进行优化,具体工作如下:(1)以A123锂离子电池为研究对象,实验研究了电池单体的温升特性,并建立电池生热模型,计算了电池的导热系数、比热容和密度,根据计算数据搭建电池单体热仿真模型。对照单体温升实验数据与热仿真模型数据,得出热仿真模型数据与实验数据相接近,误差小于5%,符合单体热仿真模型的需求。(2)提出了一种新型液冷散热系统,并取电池模块中一个电池组为研究对象,分别研究了在冷却液流速不同、冷却液温度不同、放电倍率不同、冷却板高度不同时,电池组的温升特性和电池组的温度一致性。并结合了液冷散热系统的特点设计了电池组在严寒条件下的加热系统,加热速率达到0.6℃...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本文研究的背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 电池组热管理功能及设计目标
    1.3 国内外发展现状与动态
        1.3.1 空气冷却
        1.3.2 相变蓄热式冷却
        1.3.3 热管散热冷却
        1.3.4 直冷散热系统冷却
        1.3.5 液体散热冷却
        1.3.6 低温预加热系统
    1.4 本文研究内容
第2章 锂离子电池热模型的建立与分析
    2.1 锂离子电池结构及原理
        2.1.1 锂离子电池的结构
        2.1.2 锂离子电池工作原理
    2.2 实验研究锂离子电池温升特性
        2.2.1 电池模型以及相关参数
        2.2.2 实验系统介绍
        2.2.3 恒流放电实验研究
    2.3 电池导热系数、比热容及密度的计算
    2.4 锂离子电池生热模型的建立
    2.5 锂离子电池热仿真与实验验证
        2.5.1 锂离子电池单体热仿真
        2.5.2 仿真与实验对比验证
    2.6 本章小结
第3章 液体冷却电池组热特性分析
    3.1 电池组结构及仿真模型
        3.1.1 电池组模块的几何结构
        3.1.2 仿真模型简化与边界条件
        3.1.3 传热模型的建立和控制方程
    3.2 液体流速对散热性能的影响
    3.3 液体冷却温度对散热系统影响
    3.4 不同放电倍率对散热系统的影响分析
    3.5 冷却板高度变化对系统散热性能影响
    3.6 动力电池低温预热系统模型
        3.6.1 加热功率对温升速率影响
    3.7 本章小结
第4章 电池热管理系统优化
    4.1 理论分析
    4.2 优化分析一
        4.2.1 优化方案
        4.2.2 优化结果分析
    4.3 优化分析二
        4.3.1 不同流速条件下电池组温度一致性情况
        4.3.2 优化结果分析
    4.4 优化分析三
        4.4.1 优化方案
        4.4.2 优化结果分析
    4.5 本章总结
工作总结与展望
    全文总结
    展望
    创新点
参考文献
致谢



本文编号：3950187