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车载动力电池组热管理仿真模拟与优化
| 论文题名： | 车载动力电池组热管理仿真模拟与优化 |
| 关键词： | 锂离子电池;热模型;仿真模拟;电动汽车 |
| 摘要： | 电动汽车具有节能、环保等优点，能有效的缓解环境污染的压力，已成为未来汽车行业的发展趋势。车载动力电池组作为汽车的动力来源，其性能好坏对整车性能有决定性影响。车载动力电池多为大型动力电池，使用过程中由于生热较多，且不易散出，造成电池组中温度分布不均，局部温度过高等问题。致使工作过程中电池的能量效率将会下降，寿命缩短，严重时甚至会发生变形、爆炸等危险。因此，控制电池组内电池工作时的温度的范围与均匀性十分必要。 本文选取一款纯电动汽车用66Ah锂离子动力电池及其对应的电池组，分析单电池与电池组热效应，对电池组热管理提出方案，并仿真优化。主要的研究内容有: 首先，针对所选锂离子电池研究分析其结构、工作原理以及工作时的生热机理与传热机理，对单电池建立热模型。然后，根据建立的热模型，仿真模拟单电池工作过程中电池表面温度变化与温度分布。对比实验测试电池表面温度值和仿真模拟电池表面温度值，验证模型准确性，修正模型。 完成单电池模拟后，将修正的模型应用在电池组中，仿真模拟电池组工作时的温度分布。对电池组提出强制冷却方案，针对提出的冷却方案，仿真模拟电池组工作时的温度分布，分析温度分布的均一性，并模拟优化冷却方案。 优化后发现，在环境温度为20℃、30℃与40℃时，冷却风入口面积为6S(S为单电池侧面面积，110mm×44mm)时，冷却效果最佳;进一步优化冷却风量，发现在20℃、30℃与40℃时冷风风速分别为26.7m/s、80.1m/s和80.1m/s冷却效果较好，更经济。在此基础上，将空气入口等分为两部分，改变入口间距，优化温度分布。模拟发现，环境温度为20℃、30℃与40℃时，当空气入口间距143mm时，第一排电池正面中心温度分布最均匀，整体温度最低;当空气入口间距55mm时，第二排电池温度分布更均匀。 |
| 作者： | 侯大鹏 |
| 专业： | 化学工程与技术 |
| 导师： | 安越 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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