基于熱管散熱的動力電池熱管理系統(tǒng)性能研究.pdf

1、由于日益嚴重的環(huán)境問題和能源形勢，新能源汽車的發(fā)展迎來了機遇。對于新能源汽車來說，電池熱管理系統(tǒng)是其關(guān)鍵技術(shù)之一，對它的研究一直是行業(yè)內(nèi)的重點和熱點。高效安全的電池熱管理可以將電池在最佳的工作溫度內(nèi)工作，將它的性能發(fā)揮到極致，這對提高整車的性能和推動新能源汽車的發(fā)展都有重大的意義。本文先根據(jù)電池的產(chǎn)熱理論，建立磷酸鐵鋰動力電池三維熱模型，對比實驗，驗證其有效性，再建立起磷酸鐵鋰電池散熱模塊耦合風冷方式的熱模型，對其進行溫度場分析。最后對

2、平板熱管增加翅片耦合風冷模式進行的數(shù)值仿真，分析其散熱效果。在實驗方面，針對采用平板熱管技術(shù)（FHP）作為散熱方式的動力電池熱管理系統(tǒng)，采用風冷、鋁板冷卻、平板熱管冷卻三種冷卻方式進行分析其散熱效果，最后對平板熱管耦合風冷模組進行分析，對比以上三種冷卻方式，評價其效果。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、對10Ah的磷酸鐵鋰電池的不同位置和不同倍率進行充放電的實驗，分析單體電池在不同位置產(chǎn)熱的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其在極耳位置放熱明顯比其他地

3、方產(chǎn)熱量要大，而且單體電池表面的溫差隨著放電倍率增加而增加，當單體電池在5C放電時，其溫差達到了2.7℃。基于此，建立了磷酸鐵鋰電池熱模型，對比實驗和模擬，兩者最高溫度相差0.9℃，驗證其有效性。
　　2、本文使用風冷、鋁板冷卻、平板熱管冷卻方式對電池組進行冷卻，分析三種冷卻效果對其影響，在5C放電下，盡管在風冷最大風速5m/s時其最高溫度達到了63℃，高于同工況下鋁板的59℃，而平板熱管只有54℃，降幅達到14.3％，遠低于風冷

4、模式。在均溫性方面，在5C放電下，平板熱管模式的溫差為3.5℃，風冷風速在5m/s時和鋁板冷卻分別為9.3℃、6.3℃，降幅達62.3%。設(shè)計了平板熱管/風冷耦合模式，通過設(shè)置不同的風速來對電池模組進行冷卻，隨著放電倍率的增加，其散熱效果越明顯，在5C放電時，風速達到5m/s時，其最高溫度為48.8℃，比平板熱管冷卻降低了5.2℃。在均溫性方面，不管是平板熱管還是平板熱管/風冷模式，它們的溫差基本上沒有超過5℃。
　　3、對平板熱

5、管模組的散熱實驗進行的三維模型的建立，在不同風速下的溫度分布與實驗相比，差距不大，5m/s時，模擬中電池組最高溫度為47.5℃，而實驗中電池組最高溫度為48.8℃，在均溫性方面，模擬結(jié)束時，電池組在不同風速下的溫差都保持在4-5℃之間，與實驗結(jié)果相一致，這說明在大倍率放電下，即使在兩種冷卻方式耦合下，溫度依然會增加，但還是在可控范圍內(nèi)，對電池的性能影響不大。針對對于平板熱管/風冷模型，建立起優(yōu)化平板熱管/風冷模式的模型，在平板熱管冷凝段