鋰電池化成過程中的熱效應(yīng)分析及散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、鋰離子電池因其比能量高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小等優(yōu)點正成為新能源汽車的主流動力源。鋰離子動力電池作為汽車的關(guān)鍵部件，其充放電性能及可靠性將直接影響整車的成本和性能，而鋰電池化成工藝過程的多次充放電的電化學(xué)反應(yīng)使其產(chǎn)生大量的熱量，為此充放電過程中對電池以及電池周邊工況的散熱好壞成為影響鋰電池化成效果的關(guān)鍵因素。本課題以實際鋰電池化成單元為研究對象，從理論和試驗仿真兩個方面對鋰電池的生熱機理、散熱方法進(jìn)行研究，并由此探索散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，

2、對鋰離子電池生產(chǎn)具有重要的實際意義和應(yīng)用價值。本文的研究內(nèi)容主要如下:
　?。ㄒ唬┏浞终{(diào)研鋰電池的結(jié)構(gòu)組成，電化學(xué)原理，化成工藝，以及鋰電池充放電過程中的生熱機理，為后續(xù)開展理論分析和計算仿真提供了理論基礎(chǔ);
　?。ǘ└鶕?jù)鋰離子電池的傳熱及散熱特性，建立了鋰電池的熱效應(yīng)模型，計算了鋰電池的熱物性參數(shù);根據(jù)Bernadi D提出的電池生熱理論建立了鋰電池的生熱速率模型，并計算電池在化成過程中的內(nèi)部生熱量;
　?。ㄈ?yīng)

3、用Fluent軟件對電池生熱模型進(jìn)行流體動力學(xué)仿真分析，完成了鋰電池溫度模型的建模、邊界條件設(shè)置，計算得到在自然狀態(tài)下鋰電池單體和鋰電池組的生熱溫度場。進(jìn)一步分析了鋰電池化成充放電單元的溫度場分布情況，探討充放電單元空間設(shè)計對鋰電池組溫度場的影響。這些為后續(xù)開展散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了分析依據(jù);
　?。ㄋ模┙Y(jié)合流體力學(xué)的基本理論，開展散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計。提出了上吹風(fēng)、下抽風(fēng)、近封閉式通風(fēng)箱以及變截面通風(fēng)箱等四種散熱設(shè)計，并應(yīng)用Fluent對