混合動力車用鋰電池組液體冷卻散熱機(jī)理研究.pdf

1、混合動力汽車(HEV)在節(jié)能、減排方面起著重要的作用，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。然而電池的性能直接影響到HEV的燃油經(jīng)濟(jì)性、純電動狀態(tài)下的續(xù)駛里程、加速性能、安全性等。
　　 由于鋰離子電池在使用時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，如果沒有有效的散熱措施，將會導(dǎo)致電池溫度升高以及電池之間的溫度不均勻，最終影響電池的使用性能。本文通過使用間接液體冷卻方式，運(yùn)用COMSOL軟件對鋰電池散熱器的溫度場和流場進(jìn)行數(shù)值模擬，通過分析能有效降低電池組的最高溫度同時(shí)

2、減小電池單體間的內(nèi)外溫差，從而滿足最佳的電池運(yùn)行條件。
　　 本文以湖南大學(xué)“985工程”三期項(xiàng)目和江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目[QK09003]為依托，采用液體冷卻方法對電池組進(jìn)行了散熱研究。論文的主要研究工作和創(chuàng)新之處如下:
　　 (1)基于傳熱學(xué)的基本原理建立了鋰離子電池的三維散熱數(shù)學(xué)模型，采用電化學(xué)和傳熱學(xué)耦合對電池進(jìn)行建模，分析了單體電池在不同倍率、不同環(huán)境條件下放電溫度分布，及電池的發(fā)熱量，1C時(shí)的發(fā)熱量約為

3、10000W/m3，3C時(shí)的發(fā)熱量約為53000W/m3，5C時(shí)的發(fā)熱量約為115000W/m3。
　　 (2)采用COMSOL軟件對液體冷卻散熱器冷板的流動和傳熱進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了流道結(jié)構(gòu)對電池模塊最高溫度和溫差的影響。仿真結(jié)果表明，冷板側(cè)面雙通道入口結(jié)構(gòu)流道具有較好的散熱性能，電池組在3C放電時(shí)電池最高溫度為32.08℃，單體內(nèi)外溫差為3.83℃。
　　 (3)對電池組在1C、3C、5C放電條件下進(jìn)行了溫度場分析