锂离子动力电池包热管理仿真与实验研究

发布时间：2021-04-19 22:47

　　动力电池组是电动汽车能源存储与供应系统,其性能是影响电动汽车发展的重要因素。由于温度对动力电池的充放电能力、循环寿命和使用安全有很大影响,以电池组工作温度范围和内部温差为控制目标的电池组热管理成为一个重要的研究课题。本文以锂离子动力电池作为研究对象,开展了电池放电性能、循环寿命和生热效应实验,研究了温度对电池热特性的影响;建立了电池产热及散热数值模型;基于该模型,针对一款电动叉车进行了电池包成组以及散热结构设计,并进行了电池模型CFD仿真,主要研究工作如下:（1）选择18650型锂离子电池为研究对象,搭建了电池单体生热的实验平台。开展了电池热特性实验,分别对电池进行了不同温度下的放电性能实验和电池的循环寿命实验,得出了温度对动力电池放电能力和循环寿命的影响。开展了不同环境温度下电池以不同放电倍率放电的生热实验,得出了电池温度随时间的变化曲线,为电池生热模型验证提供了数据支持。（2）基于Fluent仿真平台建立了单体电池生热数值模型,按照电池生热特性实验设置对模型进行了验证,验证了不同环境温度下电池以不同放电倍率放电时温度值变化曲线,结果显示,不同环境温度下随着放电倍率的提高,仿真与实验... 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风冷式散热系统
        1.2.2 液冷式散热系统
        1.2.3 相变材料散热系统
    1.3 论文的主要研究内容与方法
第二章 锂离子电池的热特性原理及CFD仿真理论
    2.1 电池生热机理与传热特性
        2.1.1 生热机理
        2.1.2 传热特性
    2.2 电池热物性参数及电池生热模型
        2.2.1 热物性参数
        2.2.2 电池生热模型
    2.3 CFD仿真基础
        2.3.1 CFD仿真控制方程
        2.3.2 CFD软件介绍
    2.4 总结
第三章 锂离子电池热特性实验
    3.1电池的温度特性实验
        3.1.1 实验对象及实验设备
        3.1.2 电池放电特性实验
        3.1.3 电池循环寿命实验
    3.2 电池生热效应实验
        3.2.1 单体电池生热实验平台搭建
        3.2.2 不同倍率下电池生热实验
        3.2.3 不同温度下电池生热实验
    3.3 热管理系统设计目标
    3.4 总结
第四章 锂离子电池产热及散热数值模型建立与验证
    4.1 单体电池产热数值模型验证
        4.1.1 几何建模
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 仿真配置
        4.1.4 电池单体数值模型验证
    4.2 电池组散热数值模型验证
        4.2.1 几何模型及网格划分
        4.2.2 温度场数值模型验证
    4.3 总结
第五章 锂离子电池组液冷散热结构设计及CFD仿真
    5.1 电池成组设计
    5.2 液冷散热情况下电池组温度场仿真
        5.2.1 液冷散热结构设计
        5.2.2 电池温度场仿真
    5.3 液冷散热结构优化
        5.3.1 结构优化
        5.3.2 优化效果分析
    5.4 不同冷却因素对电池组散热性能的分析
        5.4.1 不同冷却液进口流量对散热效果的影响
        5.4.2 不同冷却液温度对散热效果的影响
    5.5 总结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
在读期间参与的项目与成果
致谢



本文编号：3148456