三元鋰離子動(dòng)力電池?zé)岱治黾跋嘧儾牧仙嵫芯?pdf

1、動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車(chē)的核心部件。三元鋰電池雖然具有較高的能量密度，但是其在放電過(guò)程中存在突出的發(fā)熱問(wèn)題，這使它的使用受到了限制。電池的發(fā)熱會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生一系列不良影響，包括使電池的充放電性能下降、循環(huán)壽命降低、容量及一致性水平降低等，進(jìn)而影響電動(dòng)汽車(chē)的性能及安全性，因此需要對(duì)動(dòng)力電池的發(fā)熱行為進(jìn)行分析和對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本文針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的三元鋰離子電池包(PACK)的發(fā)熱情況進(jìn)行了相變材料的散熱優(yōu)化研究，其中包括：
　?。?）為了建

2、立電池的發(fā)熱及散熱模型，研究動(dòng)力電池在實(shí)際工況下的發(fā)熱及散熱行為，本文進(jìn)行了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以獲取電池的參數(shù)，其中包括：一、對(duì)實(shí)驗(yàn)所用微型純電動(dòng)汽車(chē)在轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行循環(huán)工況的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，得到電池表面溫度數(shù)據(jù)和電動(dòng)汽車(chē)母線電流數(shù)據(jù)；二、運(yùn)用混合動(dòng)力脈沖能力特性(Hybrid Pulse Power Characteristic，簡(jiǎn)稱HPPC)法測(cè)試動(dòng)力電池的內(nèi)阻，以得出其內(nèi)阻隨溫度變化關(guān)系曲線；三、對(duì)電池單體進(jìn)行拆解和計(jì)算，以了解單體電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3、及材料特性參數(shù)。
　?。?）根據(jù)傳熱學(xué)的方法及計(jì)算流體力學(xué)的理論，建立電池的發(fā)熱和散熱模型，對(duì)模型進(jìn)行前處理后，將實(shí)驗(yàn)獲取的參數(shù)輸入FLUENT對(duì)模型進(jìn)行仿真計(jì)算。得到了在城市循環(huán)工況下鋰離子動(dòng)力電池的溫度變化情況，將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示鋰離子電池發(fā)熱散熱仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合，說(shuō)明所建立的發(fā)熱散熱分析模型是準(zhǔn)確有效的。
　?。?）在前文分析的基礎(chǔ)上，探討運(yùn)用相變材料作為散熱介質(zhì)的三元鋰離子電池?zé)峁芾淼姆?/p>

4、法。通過(guò)設(shè)計(jì)相變材料的填充結(jié)構(gòu)，仿真分析處于不同環(huán)境下的散熱效果，并與自然冷卻的模型進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，采用相變材料(Phase Change Material簡(jiǎn)稱PCM)熱管理措施的模型具有更好的散熱效果，且電池?zé)o明顯局部過(guò)熱現(xiàn)象。
　　本文的研究結(jié)果表明，三元鋰離子電池在自然條件下進(jìn)行城市循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)有明顯的發(fā)熱現(xiàn)象。通過(guò)理論研究表明，采用相變材料熱管理方法能有效改善這一狀況，實(shí)現(xiàn)電池PACK在城市循環(huán)工況下溫度的均勻分布，