電動(dòng)汽車用鋰離子電池風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、在石油短缺和全球變暖的形勢(shì)下，電動(dòng)汽車被認(rèn)為是未來交通車輛的主流。作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池需要滿足高能量、高功率密度、長(zhǎng)壽命、工作時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等特點(diǎn)，這使鋰離子電池成為了電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的首要選擇。盡管鋰離子電池優(yōu)勢(shì)明顯并且應(yīng)用廣泛，但它仍然存在著很大的問題。一般來說，在電動(dòng)汽車長(zhǎng)距離行駛的過程中，由許多單體電池構(gòu)成的電池組會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。如果其中某個(gè)電池過熱或者發(fā)生故障將降低整個(gè)電池組的性能，進(jìn)而影響整車性能。因此，為了保證電池

2、組工作時(shí)的安全性和可靠性，研究單體電池在不同工況下的溫度場(chǎng)分布特性以及風(fēng)冷模式下電池組散熱結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，確保鋰離子電池在最佳環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作是非常重要的。本文采用數(shù)值模擬的方式，研究鋰離子電池的產(chǎn)熱和散熱特性。
　?、僭诜治鲣囯x子電池結(jié)構(gòu)構(gòu)成、工作原理、產(chǎn)熱和散熱機(jī)理的基礎(chǔ)上，研究了溫度對(duì)鋰離子電池容量和內(nèi)阻的影響。
　?、谠诤侠砗?jiǎn)化和假設(shè)的基礎(chǔ)上，得出了鋰離子電池的導(dǎo)熱微分方程。以圓柱18650鋰離子電池的物理模型為分

3、析對(duì)象，利用仿真分析軟件FLUENT，模擬了在放電倍率、對(duì)流換熱系數(shù)和環(huán)境溫度三種不同條件下單體電池的溫度場(chǎng)分布情況。仿真結(jié)果表明，加大放電電流或者降低包圍電池的環(huán)境溫度，電池溫升越高，電池內(nèi)外溫度差異越大;增大對(duì)流換熱系數(shù)，電池溫升越低，電池內(nèi)外溫度差異越大。
　　③針對(duì)電池箱進(jìn)出風(fēng)口位置和數(shù)量?jī)蓚€(gè)影響因素，在保證其他參數(shù)不變的前提下，分別對(duì)每個(gè)影響因素設(shè)定四種不同結(jié)構(gòu)方案，在強(qiáng)制風(fēng)冷模式下采用穩(wěn)態(tài)方式仿真分析與對(duì)比電池組溫度場(chǎng)