純電動(dòng)汽車鋰離子電池?zé)嵝?yīng)及電池組散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，操作性能好，與傳統(tǒng)燃油汽車相比具有無振動(dòng)、無噪聲、無排放污染等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展前景廣闊，已成為未來汽車行業(yè)重要發(fā)展方向之一。動(dòng)力電池作為純電動(dòng)汽車的唯一儲(chǔ)能元件，直接影響到純電動(dòng)汽車的整車性能。鋰離子電池具有電壓平臺(tái)高，能量密度大、功率密度高、循環(huán)壽命長、自放電率低、污染少等優(yōu)點(diǎn)，成為純電動(dòng)汽車的優(yōu)選電池。
　　在純電動(dòng)車輛正常運(yùn)行中，鋰離子動(dòng)力電池組伴隨著充放電會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果這些熱量不能夠及時(shí)散失掉

2、將導(dǎo)致電池組內(nèi)部溫度不斷升高及溫度分布不均勻，從而降低電池的使用性能、循環(huán)壽命及安全性。所以，為保證電池性能的穩(wěn)定性,既要使得電池組的工作溫度保持在適宜的臨界溫度之下，也要控制內(nèi)部溫差在一定范圍內(nèi)。因此，建立電池?zé)嵝?yīng)分析的理論模型，利用數(shù)值仿真技術(shù)（CFD）模擬計(jì)算電池單體和電池組在不同使用條件下的溫度場分布,預(yù)測電池組散熱性能并進(jìn)行散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對電池性能的充分發(fā)揮具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文運(yùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和CFD技術(shù)相結(jié)合的方法，分析了

3、不同條件下鋰離子電池單體的溫升，基于不同循環(huán)工況分析了電池組動(dòng)態(tài)性能，并對鋰離子動(dòng)力電池組的溫度場進(jìn)行了建模和數(shù)值計(jì)算，最后提出了使電池組散熱流場和溫度場分布均勻的改進(jìn)措施。
　　本文研究工作主要有以下幾方面：
　?、賹Σ煌浞烹姳堵氏落囯x子電池單體溫升進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，并對其不同溫度下充放電過程內(nèi)阻變化和開路電壓變化進(jìn)行測試研究；
　?、诜治鲣囯x子電池的發(fā)熱機(jī)理和傳熱特性，根據(jù)傳熱學(xué)理論建立了鋰離子電池?zé)嵝?yīng)模型，并對電

4、池單體充放電過程溫度場分布進(jìn)行了數(shù)值模擬；
　?、劢柚嚪抡孳浖嗀DVISOR建立了鋰離子電池組仿真模型，對不同循環(huán)工況及特殊工況下電池組動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，并利用該模型得到了電池組實(shí)時(shí)生熱速率及生熱量變化；
　?、懿捎?CFD技術(shù)，對純電動(dòng)汽車用鋰離子電池組原始散熱結(jié)構(gòu)的流場和溫度場進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，為驗(yàn)證溫度場模型的合理性和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，對鋰離子電池組進(jìn)行了現(xiàn)場溫度場實(shí)驗(yàn)測量，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行比較。最