基于相變材料的鋰離子電池熱管理系統(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、隨著能源危機的日益嚴峻和環(huán)境污染問題愈發(fā)突出，電動汽車的研發(fā)對于減少環(huán)境污染和提高能源利用率是非常重要的。作為電動汽車動力裝置中的核心元件，鋰離子電池越發(fā)受到重視。但鋰離子電池工作時產(chǎn)生的熱量促使電池溫度升高，影響電池的使用性能和壽命，嚴重時甚至引發(fā)安全事故。因此，采用數(shù)值模擬方法研究電池在具體工況下的溫度分布，設(shè)計電池組熱管理系統(tǒng)，優(yōu)化提高熱管理系統(tǒng)的散熱性能，對提高鋰離子電池的使用性能具有重要的現(xiàn)實意義。本文的主要研究內(nèi)容可以概括如

2、下:
　　(1)分析鋰離子電池的工作結(jié)構(gòu)、工作原理及產(chǎn)熱，基于Bernardi等建立的電池生熱速率模型，確定鋰離子電池生熱功率與電池歐姆內(nèi)阻和溫熵系數(shù)有關(guān)。通過對鋰離子電池進行Peak Power測試和HPPC試驗得出歐姆內(nèi)阻和溫熵系數(shù)隨電池剩余電量SOC變化曲線。
　　(2)研究鋰離子電池傳熱理論，建立鋰離子電池熱模型。計算獲得鋰離子電池熱物性參數(shù)，并根據(jù)生熱速率模型，在Fluent中編寫電池單體的熱源UDF，實現(xiàn)電池生熱

3、速率呈現(xiàn)動態(tài)變化。采用計算流體動力學(CFD)方法，對自然對流下鋰離子電池單體以1C倍率放電的生熱情況進行仿真模擬。結(jié)果表明，該電池峰值溫度超過電池最佳性能溫度范圍，且電池本身溫度差異較大。當電池成組應(yīng)用時，應(yīng)設(shè)計熱管理系統(tǒng)。
　　(3)采用相變冷卻方式為電池組設(shè)計熱管理系統(tǒng)，考慮相變材料熔化后的自然對流對熱管理系統(tǒng)溫度場的影響，運用Fluent軟件對該熱管理系統(tǒng)進行仿真模擬。結(jié)果表明，該熱管理系統(tǒng)滿足鋰離子電池對溫度的要求，但存