電動(dòng)汽車鋰離子電池組熱特性分析及電池箱體散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、由于能源危機(jī)和環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重，電動(dòng)汽車在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。國家“863”計(jì)劃重點(diǎn)支持電動(dòng)汽車的發(fā)展，近些年已經(jīng)攻克了一系列電動(dòng)汽車行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題。動(dòng)力電池作為純電動(dòng)汽車唯一的能量來源，其性能好壞直接決定著電動(dòng)汽車整車性能的好壞。鋰離子電池因?yàn)樽陨肀饶芰扛?、無記憶效應(yīng)、自放電低、循環(huán)性能好等優(yōu)勢成為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的主導(dǎo)電源。但是鋰離子電池工作性能的好壞與工作溫度息息相關(guān)，電池組溫度太高、太低或者溫度分布不均勻都會(huì)嚴(yán)重影響電池組的工作

2、性能。因此，對電池組熱管理系統(tǒng)的研究是很具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文針對某純電動(dòng)汽車用方形磷酸鐵鋰電池溫度場分布應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)進(jìn)行研究。首先，對鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行探討，進(jìn)一步研究鋰離子電池的充放電特性和發(fā)熱機(jī)理，得出鋰離子電池生熱量包括焦耳熱、極化熱、反應(yīng)熱和副反應(yīng)熱等四部分。其次，在空氣自然對流時(shí)對鋰離子電池單體進(jìn)行不同放電倍率下溫度場仿真實(shí)驗(yàn)，仿真結(jié)果表明電池單體在高倍率放電時(shí)，溫度分布極不均勻，而且最

3、高溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋰離子電池工作溫度范圍。第三，完成電池箱散熱流道初步設(shè)計(jì)，對其進(jìn)行不同放電倍率下的溫度場仿真實(shí)驗(yàn)，對不足之處進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化之后的散熱流道能夠明顯降低電池組最高溫度。研究進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速對電池組散熱效果的影響，一系列仿真結(jié)果表明，將風(fēng)速限制在一定范圍(10m/s)是有必要的。第四，特別針對電池組在不同工況下溫度場均勻性提升進(jìn)行研究，對電池箱體結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步改進(jìn)。在電池組上下都增加薄鋁板，用以快速把電池組熱量散開。針對改進(jìn)結(jié)構(gòu)做不