新能源汽車(chē)鋰電池?zé)峁芾矸抡娣治?pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文新能源汽車(chē)鋰電池?zé)峁芾矸抡娣治鲂履茉雌?chē)鋰電池?zé)峁芾矸抡娣治鯯imulationAnalysisofThermalManagementofLithiumBatteryfElectricVehicle學(xué)科專(zhuān)業(yè)：動(dòng)力工程研究生：張靜靜指導(dǎo)教師：王世學(xué)教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二零一六年十二月II中文中文摘要摘要近年來(lái)，隨著能源緊張和環(huán)境污染的日益凸顯，新能源汽車(chē)得到越來(lái)越多的關(guān)注。作為新能源汽車(chē)的核心部件，動(dòng)力用鋰離子電池

2、在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若不采取有效的熱管理措施，將導(dǎo)致電池組溫度過(guò)高，不僅會(huì)影響電池的使用壽命和動(dòng)力性能，嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)電池組的燃燒或爆炸，帶來(lái)很大的安全隱患。因此，開(kāi)發(fā)合理的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，優(yōu)化電池組的熱管理結(jié)構(gòu)顯得十分重要。本文基于動(dòng)力電池的基本結(jié)構(gòu)和產(chǎn)熱機(jī)理，以某公司生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池為例，利用Bernardi計(jì)算模型得到放電過(guò)程中整個(gè)電池的生熱速率計(jì)算公式。然后采用UG軟件對(duì)電池進(jìn)行三維建模，利用ANSYS軟件仿真

3、分析。通過(guò)對(duì)單體電池模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，驗(yàn)證了本文所建立的電池?zé)嵝?yīng)模型及生熱計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上以電池組最高溫度和最大溫差為監(jiān)控目標(biāo)，采用不同的冷卻方法（箱體通風(fēng)冷卻、箱體開(kāi)縫通風(fēng)冷卻、相變材料冷卻、翅片自然對(duì)流冷卻、翅片通風(fēng)冷卻、翅片開(kāi)縫通風(fēng)冷卻、翅片與相變材料復(fù)合冷卻等）對(duì)電池組的熱特性進(jìn)行了分析和比較。結(jié)果表明：(1)采用箱式通風(fēng)冷卻能顯著的降低電池組的最高溫度和最低溫度，但溫差較大。增加進(jìn)風(fēng)口處風(fēng)速，電池組最高溫

4、度和最大溫差均有所降低。對(duì)熱量易堆積處箱體開(kāi)孔，電池組溫度分布得到改善，但溫度均勻性仍然較差。(2)大電流長(zhǎng)時(shí)間放電時(shí)，單純采用相變材料冷卻不易滿(mǎn)足電池組冷卻需求。且完全溶化后會(huì)阻礙電池?zé)崃可⒊?。因此此種結(jié)構(gòu)模型的相變材料冷卻不適合應(yīng)用在連續(xù)工作的電池組中。(3)翅片自然對(duì)流冷卻僅能滿(mǎn)足小倍率放電時(shí)的電池組熱管理需要。電池組大倍率放電時(shí)需要采用翅片通風(fēng)冷卻方式，且風(fēng)速越大，電池組溫度越能得到很好的控制。在滿(mǎn)足電池組冷卻需求的基礎(chǔ)上，也可