純電動汽車鋰離子電池組散熱分析及優(yōu)化.pdf

1、鋰離子電池具有電壓高，能量密度大，循環(huán)壽命長，自放電率低，污染少等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸成為電動汽車動力電池組的優(yōu)選電池。由于車輛空間有限，鋰離子電池單體通過緊密排列組成電池組，為整車提供動力。在鋰離子電池充放電過程中將會產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量得不到及時的散失，電池組內(nèi)部溫度會不斷升高，并且電池組溫度分布會更加不均勻，從而使電池組的使用性能和安全性大大降低。為了保證動力電池組的性能使用和安全性能，必須將動力電池組的溫度控制在鋰離子電池的正

2、常工作溫度范圍內(nèi)，同時還需控制電池組溫差。本文運用CFD仿真技術，分析了不同條件下鋰離子電池單體的溫度分布，并對鋰離子動力電池組的溫度場進行了仿真模擬，最后提出了改善電池組溫度分布的措施。
　　本文分別對電池組空氣冷卻和液體冷卻進行了散熱研究。論文的主要研究工作如下:
　　(1)根據(jù)鋰離子電池的生熱和傳熱機理，建立了鋰離子電池的三維熱效應模型，并計算出鋰離子電池在不同放電倍率下的生熱速率。通過仿真計算，了解了鋰離子電池單體在

3、不同放電倍率和不同環(huán)境溫度下的溫度場分布。
　　(2)對鋰離子電池組空氣冷卻進行仿真，研究了不同擾流板角度對電池組散熱的影響，發(fā)現(xiàn)通過設計合適擾流板角度，能夠有效的降低電池組最高溫度和最大溫差，改善電池組的溫度分布。并且通過仿真分析，對不同放電倍率，不同通風速度對電池組散熱的影響進行了研究，適當?shù)脑龃笸L速度，能有效改善電池組的溫度分布，但隨著通風速度增大，其改善電池組溫度分布能量逐漸降低，甚至會增大電池組的溫差，使電池組溫度分布

4、更加惡劣。
　　(3)對鋰離子電池組液冷進行仿真，并分析了不同液冷結構，不同冷卻液流速對電池組的散熱影響。結果表明:與空氣冷卻相比，采用液冷結構能夠更加有效降低電池組溫度，電池組的溫差也能得到有效控制。當放電為3C，冷卻液流速為0.035m/s時，電池組最高溫度為32.6℃，電池組溫差為5.7℃。
　　(4)最后對該液冷結構的低溫預熱性能進行了研究，發(fā)現(xiàn)該液冷結構能夠在不同的低溫環(huán)境下對鋰離子電池組進行預熱;并且預熱時間達到