純電動汽車鋰離子電池熱效應及電池組散熱結(jié)構優(yōu)化.pdf

1、純電動汽車結(jié)構簡單，維修方便，操作性能好，與傳統(tǒng)燃油汽車相比具有無振動、無噪聲、無排放污染等優(yōu)點，發(fā)展前景廣闊，已成為未來汽車行業(yè)重要發(fā)展方向之一。動力電池作為純電動汽車的唯一儲能元件，直接影響到純電動汽車的整車性能。鋰離子電池具有電壓平臺高，能量密度大、功率密度高、循環(huán)壽命長、自放電率低、污染少等優(yōu)點，成為純電動汽車的優(yōu)選電池。
　　在純電動車輛正常運行中，鋰離子動力電池組伴隨著充放電會產(chǎn)生大量的熱，如果這些熱量不能夠及時散失掉

2、將導致電池組內(nèi)部溫度不斷升高及溫度分布不均勻，從而降低電池的使用性能、循環(huán)壽命及安全性。所以，為保證電池性能的穩(wěn)定性,既要使得電池組的工作溫度保持在適宜的臨界溫度之下，也要控制內(nèi)部溫差在一定范圍內(nèi)。因此，建立電池熱效應分析的理論模型，利用數(shù)值仿真技術（CFD）模擬計算電池單體和電池組在不同使用條件下的溫度場分布,預測電池組散熱性能并進行散熱結(jié)構優(yōu)化，對電池性能的充分發(fā)揮具有重要的現(xiàn)實意義。本文運用實驗驗證和CFD技術相結(jié)合的方法，分析了

3、不同條件下鋰離子電池單體的溫升，基于不同循環(huán)工況分析了電池組動態(tài)性能，并對鋰離子動力電池組的溫度場進行了建模和數(shù)值計算，最后提出了使電池組散熱流場和溫度場分布均勻的改進措施。
　　本文研究工作主要有以下幾方面：
　?、賹Σ煌浞烹姳堵氏落囯x子電池單體溫升進行實驗分析，并對其不同溫度下充放電過程內(nèi)阻變化和開路電壓變化進行測試研究；
　　②分析鋰離子電池的發(fā)熱機理和傳熱特性，根據(jù)傳熱學理論建立了鋰離子電池熱效應模型，并對電

4、池單體充放電過程溫度場分布進行了數(shù)值模擬；
　?、劢柚嚪抡孳浖嗀DVISOR建立了鋰離子電池組仿真模型，對不同循環(huán)工況及特殊工況下電池組動態(tài)特性進行仿真分析，并利用該模型得到了電池組實時生熱速率及生熱量變化；
　?、懿捎?CFD技術，對純電動汽車用鋰離子電池組原始散熱結(jié)構的流場和溫度場進行了數(shù)值模擬分析，為驗證溫度場模型的合理性和仿真結(jié)果的準確性，對鋰離子電池組進行了現(xiàn)場溫度場實驗測量，并對實驗結(jié)果和仿真結(jié)果進行比較。最