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蛇形液冷板电池热管理系统散热效果及压力损失分析
| 论文题名： | 蛇形液冷板电池热管理系统散热效果及压力损失分析 |
| 关键词： | 新能源汽车;蛇形液冷板;电池热管理系统;散热效果;压力损失 |
| 摘要： | 随着能源的日益紧张以及环境的日益恶化，单纯依靠改进内燃机已难以满足要求，因此，电动汽车迎来了大发展。作为电动汽车的重要组成部分，电池一直是制约电动汽车性能以及寿命的关键因素，而电池的温度又是影响电池性能的重要因素，为了将电池温度有效地控制在正常范围内，电池热管理系统必不可少。在电动汽车上应用得较多的是风冷式电池热管理系统，但电池能量密度与功率密度的增大使得电池的发热量也日益增大，因此，效率更高的液冷电池热管理系统得到了越来越多的应用。目前对液冷电池热管理系统的研究主要集中在散热效果上，对液冷管路的压力损失深入研究的并不多。液冷管路压力损失的大小决定了电池驱动泵所消耗能量的大小。因此，在对液冷热管理系统散热效果进行研究的同时，开展液冷管路压力损失的研究是很有必要的。 本文以长沙市科技局重点项目[kh1601129]、新能源汽车协同创新综合服务平台[2016XK2008]和中国动力谷创新创业发展专项[ZJ/2016-006]为依托，采用理论分析、数值仿真、实验验证相结合的研究方法，对蛇形液冷板式热管理系统的散热效果与压力损失进行了模型建立以及研究与分析，确立了关于这两个目标的目标函数。论文主要创新点和研究工作如下： (1)利用热阻网络模型针对蛇形液冷板建立了传热模型及表征散热效果的目标函数。将液冷板进行了参数化，通过改变液冷板结构参数以及冷却液流速，生成一系列液冷板及其在不同流速下相对应的热阻。在此基础上，对比分析不同液冷板的热阻，得到了不同流速下不同结构液冷板间热阻的规律。 (2)建立了直管模型以及 U型管模型分别用于管道沿程压力损失系数以及管道局部压力损失系数的研究。利用FLUENT软件对不同的结构的直管以及U型管模型进行压力损失仿真，得出在不同速度下不同液冷板结构的沿程损失系数以及局部损失系数，揭示了液冷管路的压降规律并建立了关于压力损失的目标函数。 (3)结合热阻模型以及压力损失模型，建立了关于这两个参数的液冷板结构目标函数，将其作为设计蛇形液冷板电池热管理系统的一种方法，通过这种方法能够快速找到同时满足散热效果以及管路压力损失的蛇形液冷板结构。 |
| 作者： | 许时杰 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 鄂加强;杨武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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